รายงานข่าววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จาก วอชิงตัน เดือนกุมภาพันธ์ 2551

Last Updated on Thursday, 02 December 2010 10:21

กังหันผลิตกระแสไฟฟ้าที่อยู่ใต้น้ำ
นอกชายฝั่งทะเลของมลรัฐฟลอริดาไปประมาณ 15 ไมล์ มีกระแสน้ำมหาสมุทรที่ทรงพลังมากที่สุดในโลกที่มีชื่อว่า กัลฟ์สตรีม (Gulf Stream) ที่มีความแรง 8.5 พันล้านแกลลอนต่อวินาทีและไหลอยู่ตลอดเวลาไม่หยุด นักวิจัยของมหาวิทยาลัยฟลอริดาแอตแลนติคเชื่อว่าสักวันหนึ่งจะสามารถนำกระแสน้ำกัลฟ์สตรีมมาใช้ขับเคลื่อนกังหันที่อยู่ใต้น้ำเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เทียบเท่ากับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 10 โรง โดยผลิต 24 ชั่วโมงต่อวันและตลอดสัปดาห์ ปัจจุบันมลรัฐฟลอริดาได้ให้เงินสนับสนุนการวิจัยแบบให้เปล่าจำนวน 5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ แก่ศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีพลังงานจากมหาสมุทร (Center of Excellence in Ocean Energy Technology) ของมหาวิทยาลัยฟลอริดาแอตแลนติค ข้อควรระวังที่สำคัญของเทคโนโลยีนี้ได้แก่ การที่ใบกังหันใต้น้ำจะทำลายปลาและสิ่งมีชีวิตต่างๆ หรือที่เรียกว่า Cuisinart effect ในการติดตั้งอุปกรณ์จะมีการเตรียมการก่อสร้างที่บริเวณชายฝั่งทะเล แล้วจึงลากจูงไปยังพื้นมหาสมุทร ทั้งนี้โดยให้ใบพัดด้านบนหมุนอยู่ที่ระดับความลึก 30 - 40 ฟุต จากผิวพื้นน้ำ เพราะเป็นระดับความลึกที่กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมไหลเร็วที่สุด

วัสดุที่มีสีดำที่สุดในโลก
นาย Shawn Yu Lin นักวิจัยของสถาบัน Rensselaer Polytechnic เมืองทรอย มลรัฐนิวยอร์ก ประสบความสำเร็จในการสร้างวัสดุที่มีสีดำที่สุดในโลกคือ เกือบจะไม่มีแสงสะท้อนออกมาจากวัสดุดังกล่าวเลย วัสดุดังกล่าวมีลักษณะบางคล้ายกระดาษ สามารถดูดแสงที่มากระทบได้ถึง 99.955 เปอร์เซ็นต์ สารวัสดุนี้ทำมาจากไฟเบอร์กลาส ที่ทำให้แสงที่ส่องกระทบถูกเก็บไว้จนแทบไม่สะท้อนออกมา นักวิจัยคาดว่าสารดังกล่าวจะสามารถใช้เสริมในการพ่นเคลือบเครื่องมือเทคโนโลยีสเต็ลช์ (Stealthy Technology) ซึ่งดูดซับคลื่นเรดาร์ได้ และยังสามารถนำไปเคลือบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นกว่าการเคลือบด้วยสีดำธรรมดาที่จะสะท้อนแสงอาทิตย์กลับออกไป 5 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่า นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้กับกล้องโทรทรรศน์ดูดาวทำให้ข้างหลังของภาพ (background) มืดมากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับดาวที่มีแสงสว่างน้อย เมื่อสังเกตโครงสร้างสารดังกล่าวพบว่าทำมาจากหลอดนาโน (Nanotube) ของคาร์บอน โดยเป็นไฟเบอร์กลวง (hollow fibers) ที่มีผนังหนาเพียง 1 อะตอม ไฟเบอร์จะมีช่องว่างภายในที่พอที่จะให้แสงผ่านเข้าไป แต่ไม่มีพื้นผิวที่จะสะท้อนแสงกลับออกไป

แนวทางในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ
การที่ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ความแห้งแล้งและสภาพน้ำท่วม ตลอดจนการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตที่เป็นภัยอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม (Invasive Species) ล้วนเป็นผลกระทบที่เชื่อว่าจะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ดังนั้นมลรัฐต่างๆ ในสหรัฐฯ จึงหันมาร่วมกันวางแผนเพื่ออนาคตโดยจัดทำแนวทาง (Guidebook) เพื่อช่วยให้มลรัฐและชุมชนต่างๆ ทั่วประเทศปรับตัวให้เข้ากับความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวของภูมิอากาศโลก อย่างไรก็ตามผลกระทบที่เกิดขึ้นและผลลัพธ์จะแตกต่างไปในแต่ละพื้นที่ของประเทศ ดังนั้นแนวทางดังกล่าวจะไม่เจาะจงในนโยบายอย่างใดอย่างหนึ่ง แต่จะช่วยสร้างขอบเขตของงานของแต่ละพื้นที่ เพื่อนำไปสร้างแผนปฏิบัติที่ขึ้นกับปัญหาของพื้นที่นั้นๆ นอกจากนี้แนวทางดังกล่าวรวมข้อมูลในการตั้งทีมเตรียมความพร้อมด้านการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ การชี้ถึงชุมชนที่จะได้รับผลจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ตลอดจนการชี้ คัดเลือกและดำเนินการทางเลือกในการปรับตัวและการดำเนินในขั้นต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับแผนการเตรียมความพร้อม

รางวัลด้านเทคโนโลยีนาโนประจำปี พ.ศ. 2550
ปีนี้เป็นปีที่ 6 ที่วารสาร Small Times ซึ่งเป็นวารสารที่มีชื่อเสียงทางด้านเทคโนโลยีนาโนจัดมอบรางวัลที่เรียกว่า Best of Small Tech Awards ผลิตภัณฑ์ดีเด่นที่ได้รับรางวัล ได้แก่ Silicon Microarray Technology ซึ่งผลิตโดยบริษัท Parallel Synthesis Technologies Inc. ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวสามารถผลิต Microarrays สูงสุด 50,000 spot ของ DNA (ประมาณ 250 พิโคลิตร ในแต่ละจุด) ลงบน substrate ขนาด 25 มม. x 25 มม. โดยมีราคาถูกกว่าเทคโนโลยีที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน ตลอดจนมีความแม่นยำและอายุการใช้งานที่มากกว่า ในส่วนอุปกรณ์ด้านนาโน (Nanotool) เครื่องมือ Model 650 Nanofeed Liquid Powder Feeder เป็นเครื่องมือที่ได้รับรางวัลโดยเป็นผลงานของบริษัท Northwest Mettech Corps เครื่องมือดังกล่าวเป็นเครื่องมือเครื่องแรกในท้องตลาดที่มีจุดประสงค์ในการเคลือบผงนาโน (Nanopowder) และผงละเอียด (Ultra-fine micron powders) โดยวิธีการสเปรย์ด้วยความร้อน (Thermal Spray) ในด้านวัสดุนาโน (Nanomaterial) วัสดุที่เรียกว่า QSI - Nano Manganese เป็นวัสดุที่ได้รับรางวัล ผลิตโดยบริษัท QuantumSphere Inc. วัสดุดังกล่าวเป็นสารเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในขั้วลบของแบตเตอรี่สังกะสี/อากาศ (Zinc/air batteries) ทำให้เพิ่มอายุการใช้งานและให้กำลังไฟมากกว่าเดิมถึง 320 เปอร์เซ็นต์ ทำให้แบตเตอรี่ดังกล่าวมีความหนาแน่นพลังงานน้ำหนัก (Weight energy densities) สูงสุดในบรรดาแหล่งพลังงานที่พกพาได้ทั้งหมด

ส่วนในด้านบุคคลที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีนาโน บุคคลที่ได้รับรางวัล Lifetime Achievement Awards ได้แก่ Dr. Clayton E. Teague ซึ่งเป็นผู้อำนวยการ Federal National Nanotechnology Coordination Office (NNCO) ส่วนรางวัล Advocate of the year ผู้ที่ได้รับรางวัลคือ Dr. Horst Adams จากบริษัท Alcan Technology & Management Ltd. ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ ในฐานะประสบความสำเร็จอย่างสูงในการถ่ายทอดผลการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนาโนไปสู่ภาคอุตสาหกรรม สำหรับรางวัล Business Leader of the year ผู้ที่ได้รับรางวัลคือ นาย Keith Blakely ประธานและ CEO บริษัท Nano Dynamics ได้รับรางวัลในฐานะผู้มีวิสัยทัศน์และเป็นผู้นำด้านเทคนิคที่นำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ในการปรับปรุงด้านพลังงาน น้ำ และโครงสร้างพื้นฐานทั่วโลก ในส่วนนักนวัตกรรมแห่งปี (Innovator of the year) ได้แก่ Dr. Yuri M. Lvov ศาสตราจารย์ด้านเคมีและประธานด้าน Micro และ Nanosystem จาก Louisiana Tech University โดยมีผลงานวิจัยในระดับแนวหน้าด้าน drug reformulation ส่วนนักวิจัยแห่งปี (Researcher of the year) ผู้ที่ได้รับรางวัลได้แก่ ศาสตราจารย์ Ching-Hwa Kiang จาก Rice University โดยได้รับรางวัลในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนาโนในการตอบคำถามด้านชีววิทยาคือ การม้วนตัวของโปรตีน (Protein folding)

ส่วนบริษัทแห่งปี (Company of the year) ได้แก่ บริษัท FormFactor Inc. ได้รับเลือกจากการผลิต MEMS-based wafer probe cards ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตอุตสาหกรรมสามารถตรวจสอบรับรองอุปกรณ์เครื่องมือ ได้ขณะที่ยังคงอยู่ในรูปของ wafer ซึ่งเป็นการช่วยให้รู้ถึงผลที่ได้อย่างรวดเร็วและช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบรรจุหีบห่อ

ปริมาณน้ำแข็งทวีปแอนตาร์คติกาฝั่งตะวันตกลดลงอย่างมาก
ศาสตราจารย์ Eric Rignot ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ระบบโลก (Earth System Science) ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออวิน (Irvin) ได้ตีพิมพ์ผลงานในนิตยสาร Nature Geoscience เมื่อวันที่ 3 มกราคม พ.ศ. 2551 ว่าทวีปแอนตาร์คติกาด้านตะวันตกของขั้วโลกใต้ และคาบสมุทรแอนตาร์คติกกำลังสูญเสียปริมาณน้ำแข็งจำนวนมากและในอัตราที่รวดเร็ว โดยทำการวิเคราะห์จากข้อมูลดาวเทียมและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ของการสะสมของหิมะในรอบ 10 ปี ระหว่างปี พ.ศ. 2533 ถึง พ.ศ. 2545 ผลการค้นพบดังกล่าวไม่ตรงกับผลการประเมินในรายงานล่าสุดของสหประชาชาติโดย United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ที่เชื่อว่าปริมาณน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์คติกาน่าจะคงสมดุลหรือเพิ่มมากขึ้นภายในศตวรรษที่ 21 นักวิจัยของมหาวิทยาลัยดังกล่าวพบว่าในปี พ.ศ. 2545 ทวีปแอนตาร์คติกาตะวันตกสูญเสียน้ำแข็ง 132 พันล้านเมตริกตัน เปรียบเทียบกับในปี พ.ศ. 2539 ที่สูญเสีย 83 พันล้านเมตริกตันเท่านั้น และที่คาบสมุทรแอนตาร์คติกที่เดียวสูญเสียน้ำแข็งรวม 40 พันล้านเมตริกตันในปี พ.ศ. 2545 สาเหตุที่ IPCC ประเมินปริมาณน้ำแข็งที่สูญเสียในทวีปแอนตาร์คติกาแตกต่างออกไปเชื่อว่า IPCC พิจารณาเฉพาะปริมาณน้ำฝนว่าจะเพิ่มขึ้นเมื่อโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น และอุณหภูมิอากาศจะไม่สูงพอที่จะละลายน้ำแข็ง แต่แท้ที่จริงพบว่ากระแสน้ำอุ่นรอบทวีปแอนตาร์คติกากำลังเข้าใกล้แผ่นดินมากขึ้น และทำให้เกิดความไม่สมดุลต่อฐานรากธารน้ำแข็ง (Glaciers) ที่อยู่ใต้น้ำในที่ลึก และเนื่องจากธารน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์คติกาฝั่งตะวันตกส่วนใหญ่อยู่ใต้ระดับน้ำทะเลจึงถูกผลกระทบ และการที่โลกมีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงกระแสน้ำดังกล่าว ปริมาณการสูญเสียน้ำแข็งในแต่ละปีของทวีปแอนตาร์คติกากำลังเข้าใกล้ปริมาณการสูญเสียน้ำแข็งในกรีนแลนด์ แต่ทวีปแอนตาร์คติกาน่าเป็นห่วงมากกว่า เนื่องจากฐานของธารน้ำแข็งของทวีปส่วนใหญ่อยู่ที่พื้นดินใต้ระดับน้ำทะเลดังนั้นจึงทำให้ถูกผลกระทบได้ง่ายจากน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่วนธารน้ำแข็งของกรีนแลนด์มีฐานอยู่เหนือระดับน้ำทะเล นอกจากนี้ทวีปแอนตาร์คติกามีปริมาณน้ำแข็งเป็น 90 เปอร์เซ็นต์ของน้ำแข็งทั่วโลก และเป็น 70 เปอร์เซ็นต์ของน้ำแข็งที่เป็นน้ำจืด (Freshwater)

วัสดุนาโนคาร์บอนรูปแบบใหม่ที่ใช้เป็นสารกึ่งตัวนำ
นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยแสตนฟอร์ด ประเทศสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการสร้างแถบริบบอนคาร์บอนที่มีขนาดความกว้างน้อยกว่า 10 นาโนเมตร และมีความหนาเพียง 1 อะตอม สารดังกล่าวเรียกว่า แถบนาโนริบบอนกราฟีน มีคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ ในอนาคตอาจนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ทีมวิจัยทำการทดลองโดยนำแกรไฟท์ (Graphite) มาสกัดออกเป็นชั้นๆ โดยการอาบด้วยแก๊สอาร์กอนที่มีก๊าซไฮโดรเจนอยู่ 3 เปอร์เซ็นต์ ที่อุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 วินาที ผลที่ได้จะเป็นกราฟีน หลังจากนั้นจะฉีกกราฟีนเป็นชิ้นๆ โดยใช้เสียงสั่นสะเทือนด้วยเสียงอุลตราซาวน์ในสารละลาย วิธีนี้ทำให้ได้แถบริบบอนกราฟีนที่เส้นเล็กกว่า ตลอดจนมีปลายที่เรียบกว่า และมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าเป็นทรานซิสเตอร์ที่ดีในการประยุกต์ใช้ในวงจรต่างๆ และอุปกรณ์เซ็นเซอร์ นอกจากนี้หากแถบริบบอนกราฟีนที่ผลิตได้มีความกว้างน้อยกว่า 10 นาโนเมตรจะกลายเป็นสารกึ่งตัวนำ อย่างไรก็ตามการทำงานด้านอิเล็กทรอนิกส์ของริบบอนกราฟีนยังต้องการงานวิจัยสนับสนุนเพิ่มเติม

เทคโนโลยีจมูกดมกลิ่นเทียม
นาย John Kauer นักวิทยาศาสตร์ด้านประสาทวิทยาและนาย Joel White จาก Turf University เมืองบอสตัน มลรัฐแมสซาชูเซสต์ ประสบความสำเร็จในการคิดค้นเทคโนโลยีจมูกเทียม โดยผลการวิจัยได้นำไปจัดตั้งบริษัท Cogniscent เพื่อผลิตอุปกรณ์ดมกลิ่นจำหน่าย ตัวจมูกดมกลิ่นเทียมจะใช้กรดอะมิโนต่างๆ ซึ่งแทนด้วยอักษร A C T และ G มาสร้างเป็นดีเอ็นเอสั้นๆ และเมื่อโมเลกุลดีเอ็นเอที่สร้างขึ้นจับกลิ่นบางอย่าง จะทำให้สีเรืองแสง (Fluorescent) ที่ติดไว้กับดีเอ็นเอเรืองแสงขึ้นหรือจางลงแล้วแต่กรณี โมเลกุลของดีเอ็นเอสามารถพิมพ์ลงบนแผ่น (Silkscreen) เพื่อตรวจสอบอ่านได้ง่ายโดยอาศัยตัวสแกนแสง (Light Scanner) เทคโนโลยีนี้สามารถใช้บอกความแตกต่างระหว่างแอลกอฮอล์และวัตถุระเบิด เทคโนโลยีล่าสุดนี้เป็นเทคโนโลยีที่ดีกว่าเทคโนโลยีอื่นๆ ในการตรวจจับกลิ่น เนื่องจากมีกลิ่นหลายประเภทที่สามารถรวมกับดีเอ็นเอดังกล่าว เช่น ดีเอ็นเอที่ได้จากกรดอะมิโน 20-24 ตัว สามารถอ่านความแตกต่างของกลิ่นได้หลายพันล้านแบบ

หนทางใหม่ในการผลิตอินซูลิน
ในการทดลองครั้งใหม่ล่าสุด กลุ่มนักวิจัยนำโดย Harry Heimberg จาก Vrije University ประเทศเบลเยี่ยม ใช้วิธีทำลายตับอ่อนของหนูทดลอง หลังจากนั้นทีมนักวิจัยตรวจพบว่า ยีน Neurogenin-3 (Ngn-3) ซึ่งเป็นยีนในเซลล์ที่พัฒนาไปเป็นเบตาเซลล์เริ่มทำงาน ปกติยีน Ngn-3 จะไม่ทำงานในตับอ่อนของผู้ใหญ่ เซลล์ที่ยีน Ngn-3 ถูกกระตุ้นนั้นจะพัฒนาไปสู่เบตาเซลล์ หากกระบวนการในการสร้างเบตาเซลล์ในหนูทดลองมีอยู่ในคน การพัฒนายาที่ไปกระตุ้นการทำงานของยีน Ngn-3 จะเป็นหนทางใหม่ที่จะเพิ่มการผลิตอินซูลินในคนป่วยโรคเบาหวาน

ดูเพิ่มเติมฉบับเต็มได้ที่ : http://www.nstda.or.th/index.php/nstda-doc-archives/doc_download/340----22551
 

บทความนี้มีประโยชน์มากน้อยเพียงใด: / 2
น้อยมากที่สุด