มาทำความรู้จักกับกราฟีน คืออะไร มีประโยชน์อย่างไร ใช้ทำอะไรได้บ้าง
กราฟีน (graphene) เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เพราะสามารถนำไปใช้ได้หลากหลาย อีกทั้งยังมีคุณสมบัติที่มีความยืดหยุ่น น้ำหนักเบา แข็งแรง และอื่น ๆ ซึ่งในหัวข้อนี้เราจะมาให้ความรู้เรื่องกราฟีนเพิ่มเติมกันว่า กราฟีน คืออะไร และกราฟีน มีประโยชน์อะไรบ้าง เพื่อคุณเข้าใจและสามารถนำวัสดุนี้ไปใช้อย่างถูกต้อง
กราฟีน คืออะไร?
กราฟีน (graphene) คือวัสดุชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบของคาร์บอนอะตอมหนาเพียง 1 ชั้น ซึ่งมีการเรียงตัวแบบหกเหลี่ยมคล้ายกับรังผึ้ง โดยกราฟีนถูกค้นพบเมื่อปี พ.ศ. 2547 โดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย ศาสตราจารย์ ดร.อังเดร ไกม์ (Andre Geim) และศาสตราจารย์ ดร.คอนสแตนติน โนโวเซลอฟ (Konstantin Novoselov) จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักรสำหรับจุดเด่นของกราฟีน คือความแข็งแรงยิ่งกว่าเหล็ก แต่มีลักษณะบาง น้ำหนักเบา และโปร่งแสง ดังนั้นกราฟีนจึงถูกนำไปใช้ได้หลากหลายแบบ
วิธีการผลิตกราฟีน
วัสดุกราฟีนเป็นวัสดุที่มีคุณภาพสูงและมีการใช้ในสิ่งของประเภทอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้ามากที่สุด แต่รู้หรือไม่ว่ากราฟีนมีวิธีการผลิตอย่างไร ถ้ายังไม่ทราบกัน ในหัวข้อนี้เรามีวิธีการผลิตกราฟีนมาบอก
Chemical Vapour Deposition เป็นวิธีการผลิตที่นำเอาเรื่องความร้อนและคุณสมบัติของก๊าซมีเทนเข้ามาช่วยในการผลิต ขั้นตอนแรกจะนำโลหะเข้าไปในเตาเผาที่มีก๊าซมีเทน เมื่อโลหะอยู่ในระดับอุณหภูมิที่พอดีอะตอมจะเกิดการสลายตัวและเหลือไว้เพียงชั้นคาร์บอนเกาะที่ผิวโลหะ สำหรับวิธีการนี้จะได้กราฟีนที่มีคุณภาพสูงและได้ชั้นกราฟีนที่ต้องการ
ส่วนวิธีการผลิตกราฟีนด้วยกระบวนการทางเคมีจะใช้ปฏิกิริยาการออกซิไดซ์และปฏิกิริยารีดักชันร่วมกัน โดยจะดึงชั้นแกรไฟต์ให้ออกห่างจากกัน จากนั้นจึงค่อยลดหมู่ฟังก์ชันออกซิเจนลง สำหรับข้อดีของของวิธีการผลิตกราฟีนด้วยกระบวนการทางเคมี คือสามารถผลิตได้ครั้งละมาก ๆ แต่
ข้อกำจัด คืออาจไม่ได้กราฟีนที่มีคุณภาพดีเทียบเท่ากับการผลิตแบบ Chemical Vapour Deposition
กราฟีนนำไปใช้กับอะไรได้บ้าง?
ด้วยคุณสมบัติอันหลากหลายของกราฟีนจึงทำให้ถูกนิยมนำไปใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี เช่นใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์ไมโครชิป และหมึกนำไฟฟ้า เป็นต้น ส่วนในด้านของ พลังงานหมุนเวียนกราฟีนจะถูกนำไปใส่ในแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของโซลาเซลล์ ซึ่งจะทำให้โซลาเซลล์ผลิตพลังงานออกมาได้มากขึ้น ส่วนทางด้านของภาคยานยนต์กราฟีนจะถูกไปใช้ในแบตเตอรี่ ซึ่งแบตเตอรี่กราฟีนสามารถช่วยลดเวลาในการชาร์จได้เป็นอย่างดี
กราฟีนมีประโยชน์และมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?
จากหัวข้อก่อนหน้าที่ได้มีการอธิบายเรื่องของกราฟีน คืออะไร ใช้กับอะไรไปแล้ว แต่ก่อนจะนำกราฟีนไปใช้งานต้องรู้ก่อนว่ากราฟีนมีคุณสมบัติ
มีความแข็งแรงมาก และสามารถบิดงอหรือเปลี่ยนรูปร่างได้
นำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี
สามารถรองรับน้ำหนักได้มาก
สามารถแสดงคุณสมบัติของวัสดุและอนุภาคควอนตัมได้พร้อมกัน
โปร่งแสง น้ำหนักเบา
เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ที่ผสมกราฟีน
กราฟีนเป็นวัสดุคุณภาพที่มีคุณสมบัติอันโดดเด่น จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย โดยส่วนใหญ่แล้วกราฟีนอยู่ในผลิตภัณฑ์อะไรบ้าง ไปดูกัน
1. เส้นใยอัจฉริยะ Smart Textile
หนึ่งในคุณสมบัติของกราฟีน คือสามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับเส้นใยได้ ดังนั้นเสื้อผ้าที่ใช้เส้นใยอัจฉริยะในการผลิตจะมีความแข็งแรง ทนทานกว่าเดิม อีกทั้งเส้นใยนี้ยังช่วยควบคุมอุณหภูมิได้ จึงทำให้ผู้สวมใส่รู้สึกสบาย
2. วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบโค้งงอ
กราฟีนสามารถทำให้วัสดุอื่น ๆ กลายเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ และช่วยทำให้แผงวงจรขนาดย่อมมีขนาดเล็กลง ดังนั้นจึงสามารถพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ชนิดโค้งงอได้ ช่วยทำให้หน้าจอมีสัมผัสที่คงทนมากยิ่งขึ้น หรือใช้สำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อัจฉริยะต่าง ๆ ได้เช่นกัน
3. น้ำยาเคลือบแก้วกราฟีน
กราฟีนได้ถูกนำไปเป็นน้ำยาเคลือบสีรถเช่นกัน โดยจะช่วยทำให้รถมีความมันวาว ดูมีมิติ ช่วยทำให้สีไม่ลอก เกิดรอยยากขึ้น แข็งแรงทนทานได้ดีต่อสภาพอากาศ ล้างออกง่าย และยืดหยุ่นไม่แตกลอกง่าย
4. สีทาบ้าน
ในปัจจุบันได้มีการนำกราฟีนผสมเข้าไปในสีทาบ้าน โดยสีที่มีส่วนผสมของกราฟีนจะมีเนื้อสีที่มีความทนทาน ปกปิดได้ดี มีความยืดหยุ่น ระบายความชื้นดี และไม่ลอกออกง่าย
กราฟีนปลอดภัยต่อร่างกายหรือไม่?
เนื่องจากกราฟีนเป็นวัสดุที่ค่อนข้างใหม่ จึงอาจทำให้ใครหลายคนเกิดข้อสงสัยว่ากราฟีนปลอดภัยต่อการนำมาใช้งานหรือไม่? โดยได้มีผู้กล่าวอ้างว่าด้วยโครงสร้างของกราฟีนที่มีความบางเบาจึงทำให้เข้าสู่ปอดได้ และยังเป็นอันตรายต่อพืชและสัตว์อีกด้วย เนื่องจากเมื่อกราฟีนไหลเข้าสู่ผิวดินและน้ำใต้ดินจะทำให้น้ำมีความกระด้างยิ่งขึ้น
แต่ในปัจจุบันได้มีหลายงานวิจัยมารองรับแล้วว่ากราฟีนไม่มีพิษและไม่เป็นอันตราย โดยถ้ากราฟฟีนมีการสัมผัสกับผิวหนังจะไม่เกิดอาการระคายเคือง รวมถึงหากมีการสูดดมกราฟีนก็ไม่ทำให้เกิดอันตรายใด ๆ เพราะฉะนั้นกราฟีนมีความปลอดภัยต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมแน่นอน
จากในบทความของเราหลายคนคงมองเห็นถึงประโยชน์และข้อดีของกราฟีนไม่มากก็น้อยแล้ว โดยกราฟีนเป็นวัสดุที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมายและมีความยืดหยุ่นสูง แต่ทั้งนี้ต้องรอดูว่าในอนาคตจะมีการนำกราฟีนไปใช้ในด้านใด หรือจะสามารถนำไปใช้ผลิตอะไรได้อีกบ้าง
และถ้าคุณกำลังมองหารถจักรยานยนต์ไฟฟ้า รถสามล้อไฟฟ้า เราขอแนะนำ NWOW เราคือผู้ผลิตและจัดจำหน่ายรถจักรยานยนต์ทางเลือกใหม่ ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า 100% ในการขับเคลื่อน ช่วยลดปัญหามลพิษทางอากาศและทางเสียง สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ทาง line คลิก
ขอบคุณเนื้อหาจาก:
https://www.seejorakay.com/blog/what-is-graphene-technology-in-jorakay-paint/?gclid=cjwkcajwg-gjbhbneiwamuvnw-etnxfhtfwcyvizbzh6qmwzjaj_10arr6e_dngh2sdguopg7t5-3bocn_yqavd_bwe
https://www.scimath.org/article-physics/item/11231-2019-12-19-06-17-24
https://www.renovablesverdes.com/th/grafeno/#Aplicaciones
