ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา

ปัญหาในการประดิษฐ์ขั้วไฟฟ้ากราฟีนในปัจจุบัน ได้แก่ ความซับซ้อนและต้นทุนสูงของกระบวนการผลิต การควบคุมคุณสมบัติให้สม่ำเสมอทำได้ยาก รวมถึงข้อจำกัดในการออกแบบลักษณะของขั้วไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ ทำให้ขั้วไฟฟ้ากราฟีนที่ผลิตอาจมีโครงสร้างบกพร่อง รวมถึงการใช้สารตกแต่งบางประการในการขึ้นรูปขั้วไฟฟ้าส่งผลให้คุณสมบัติการนำไฟฟ้าลดลง จนถึงการตรึงสารจำเพาะบนผิวกราฟีนยังไม่เสถียร และเกิดการจับแบบไม่เจาะจงได้ง่าย ปัญหาเรื่องการยึดติดกับพื้นผิวและการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอาจยังไม่มั่นคง นอกจากนี้ยังขาดมาตรฐานอ้างอิงที่ชัดเจน และมีความกังวลเรื่องความปลอดภัยและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมระหว่างกระบวนการประดิษฐ์ที่ในปัจจุบันยังต้องการการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

สรุปและจุดเด่นเทคโนโลยี

ขั้วไฟฟ้ากราฟีนของทีมวิจัย ศน. ผลิตด้วยกระบวนการเหนี่ยวนำด้วยลำแสงเลเซอร์ Laser-induced graphene (LIG) ซึ่งเหมาะสมกับการประยุกต์ใช้ในงานเซนเซอร์ โดยสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว ต้นทุนต่ำ และไม่ต้องใช้สารเคมีอันตราย เป็นกระบวนการประดิษฐ์ขั้วไฟฟ้ากราฟีนที่สะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและผู้ทำการประดิษฐ์ เนื่องจากไม่ใช้สารเคมีระเหยง่ายใดๆ ในกระบวนการขึ้นรูปขั้วไฟฟ้า อีกทั้งยังสามารถสร้างบนวัสดุราคาถูก เช่น พลาสติกหรือกระดาษ ทำให้เหมาะกับการผลิตแบบพกพาหรือใช้ครั้งเดียว โครงสร้างกราฟีนที่ได้มีลักษณะเป็นรูพรุน (porous) ส่งผลให้มีพื้นที่ผิวสูงและนำไฟฟ้าได้ดี จึงเหมาะสำหรับตรวจวัดด้วยวิธีไฟฟ้าเคมี นอกจากนี้ยังสามารถปรับแต่งลวดลายขั้วไฟฟ้าได้ตามต้องการด้วยเลเซอร์เพียงขั้นตอนเดียว ช่วยให้สามารถออกแบบและผลิตในระดับต้นแบบหรือขึ้นสเกลอุตสาหกรรมได้ง่าย.หากเทียบค่าการนำไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าที่ได้กับขั้วไฟฟ้าลักษณะใกล้เคียงกันในท้องตลาดปัจจุบัน ขั้วไฟฟ้าที่ได้ให้ค่าการนำไฟฟ้าที่มากกว่า 2 – 3 เท่าโดยเฉลี่ย

สถานภาพทรัพย์สินทางปัญญา

• คำขออนุสิทธิบัตร เลขที่คำขอ 2503002049 วันที่ยื่นคำขอ 6 มิถุนายน 2568
• คำขออนุสิทธิบัตร เลขที่คำขอ 2503002724 วันที่ยื่นคำขอ 25 กรกฎาคม 2568

สถานภาพของผลงานวิจัย

• ต้นแบบระดับห้องปฏิบัติการได้ถูกทดสอบในสภาวะจำลอง (TRL5)

ความร่วมมือที่เสาะหา

• เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิ

นักวิจัย

คุณอรรณพ คล้ำชื่น
คุณกรรณิกา สิทธิสุวรรณกุล
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ  สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ 

ดร.อรรณพ คล้ำชื่น : annop@nanotec.or.th
ดร.กรรณิกา สิทธิสุวรรณกุล : kannika@nanotec.or.th