นาโนเทคโนโลยี คืออะไร

นาโนเทคโนโลยี คืออะไร

ลองจินตนาการดูว่า ถ้าเราสามารถผลิตชิ้นส่วน หรือสิ่งใดก็ได้ โดยมีค่าใช้จ่ายถูกแสนถูก ซึ่งสามารถประกอบตัวกันขึ้นมาเป็นรูปเป็นร่าง เหมือนกับการนำความต่างศักย์ทางไฟฟ้า ในรูปของ บิท(bit) มาประกอบกันเป็นข้อมูลด้านต่างๆ จนกลายเป็นคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันได้ แล้วอะไรจะเกิดขึ้น การผสมผสานกันของเทคโนโลยีด้านเคมีวิทยา และวิศวกรรมศาสตร์ ทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงโลกในอนาคตเป็นอีกรูปแบบได้ เรียกว่า "นาโนเทคโนโลยี"




ทำให้เกิดยุคที่เครื่องยนต์กลไก สามารถสร้างตัวเองขึ้นใหม่ได้ ทำให้ได้สินค้าอุปโภคบริโภคที่ราคาถูก เพราะเราสร้างสิ่งต่างๆ จากหน่วยของอะตอม นาโนเทคโนโลยี จึงเป็นอุตสาหกรรมระดับโมเลกุล (โมเลกุล คือการประกอบกันของอะตอม เพื่อหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง) หรือการสร้างสิ่งต่างๆจากอะตอม ในหน่วยวัดระดับนาโนเมตร หรือมีขนาดเพียง 1/1,000,000,000 เมตรเท่านั้น (เล็กขนาดที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น)

อะไรมันจะอภิมหาจิ๋วขนาดนั้น และด้วยความสามารถในระดับที่ลึกนี่เอง ทำให้เราสามารถมองเห็นสิ่งต่างๆในระดับอะตอมได้ เป็นผลให้เราสามารถเข้าไปควบคุม หรือสร้างสิ่งต่างๆที่น่าจะเป็นไปได้ในด้านต่างๆได้ อาทิ สินค้าที่สร้างตัวเองได้, คอมพิวเตอร์เร็วขึ้นล้านเท่า, การเดินทางในอวกาศ, การไขปริศนาโรคภัยไข้เจ็บ รวมถึงความเป็นอมตะ, การสร้างอาหารที่ไม่มีวันหมด, การกระจายการศึกษาอย่างทั่วถึงทุกมุมโลก, การเพาะพันธุ์สัตว์ที่สูญพันธุ์ขึ้นใหม่, การใช้พลังงานแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่ และสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆอีกมายมาก ตามแต่มนุษย์จะจินตนาการไปถึง

ในโลกของสารสนเทศ ดิจิตอลเทคโนโลยี สามารถสร้างตัวเองใหม่ ด้วยความรวดเร็ว และสมบูรณ์ ในราคาที่ถูกได้ แล้วจะเป็นไรไป ถ้าหากว่าแนวความคิดนี้ สามารถนำมาใช้ในโลกที่เราจับต้องได้ ถ้าคุณสามารถรักษาโรคมะเร็ง โดยการดื่มเพียงน้ำผลไม้ ที่มีหุ่นยนต์จิ๋วแบบที่มองไม่เห็น ซึ่งมีหน้าที่รักษาโรคต่างๆ ตามที่โปรแกรมไว้ มีซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กเท่าเซลล์ของมนุษย์ คุณสามารถไปท่องเที่ยวทั่วจักรวาลได้ ด้วยค่าใช้จ่ายที่เท่ากับไปต่างจังหวัด จะเอามั้ย นาโนเทคโนโลยีหวังเอาไว้เช่นนั้น ไม่ว่า จะเป็นนิยายหรือภาพยนตร์ แนววิทยาศาสตร์ ต่างก็มีจินตนาการที่รุดหน้า ซึ่งเราไม่สามารถนึกภาพได้ออกว่า ในอนาคตชีวิตของเราจะเป็นเช่นนั้นได้หรือไม่ แต่เมื่อมีแนวความคิด ของนาโนเทคโนโลยีเกิดขึ้น มันเหมือนกับ ทำให้ฝันของเราใกล้ความจริงเข้าไปทุกที นาโน หมายถึง หนึ่ง ใน พันล้านหน่วย นาโนเทคโนโลยี คือวิทยาการประยุกต์แขนงใหม่ที่ว่าด้วยเรื่องของเทคโนโลยีในการประกอบและผลิตสิ่งต่างๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอม หรือโมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยความแม่นยำและถูกต้องในระดับนาโนเมตรหรือขนาด 1 ในพันล้านส่วนของ 1 เมตร โดยเป็นการผสมผสานของวิทยาศาสตร์หลายแขนง เช่น ชีววิทยา ชีวเคมี วิศวกรรมศาสตร์สาขา หุ่นยนต์ และเครื่องจักรกล

ศาสตราจารย์ริชาร์ด ฟายน์แมน (Richard Feynman ผู้ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี ค.ศ. 1965) ผู้เปิดศักราชของนาโนเทคโนโลยี ได้กล่าวไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1959 ว่า "สักวันหนึ่ง เราจะสามารถประกอบสิ่งต่างๆ ผลิตสิ่งต่างๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอมด้วยความแม่นยำ และเท่าที่ข้าพเจ้ารู้ ไม่มีกฎทางฟิสิกส์ใดๆ แม้แต่หลักแห่งความไม่แน่นอน (Uncertainty Principle) ที่จะมาขัดขวางความเป็นไปได้นี้"

เค. อีริค เดร็กซเลอร์ (K. Eric Drexler) เจ้าพ่อแห่งนาโนเทคโนโลยี ผู้นิยามคำว่า 'นาโนเทคโนโลยี' นาโนเทคโนโลยีในจินตนาการของ เดร็กซเลอร์ ต้องเหมือนกับต้นไม้ ที่สามารถใช้ประโยชน์จากทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตของตนเอง ไม่ว่าจะเป็นน้ำหรือสารคาร์บอนต่างๆที่นำไปใช้เลี้ยง ลำต้น สร้างใบ ดอก และผล โดยไม่เหลือสิ่งตกค้างใดๆที่เป็นพิษ

ปัจจัยที่จะทำให้นาโนเทคโนโลยีเป็นจริงได้

ปัจจัยแรก ต้องสามารถจับอะตอมให้ได้ทีละอะตอม แล้วจึงนำอะตอมมาเรียงในตำแหน่งที่ต้องการ เพื่อนำมาใช้ในการสร้างอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ นั่นหมายถึง เราจะต้องเข้าใจคุณสมบัติด้านฟิสิกส์ของอะตอมและโมเลกุลอย่างถ่องแท้ ก่อนที่นาโนเทคโนโลยีจะสำเร็จเป็นจริงเป็นจังขึ้นมาได้นั้น นักนาโนจะต้องสร้างแขนยนต์ในขนาดนาโนขึ้นมาก่อน ซึ่งเรียกว่า"นาโนยนต์ " โดยนาโนยนต์นี้มีหน้าที่ จับอะตอมและโมเลกุลที่สามารถทำปฏิกิริยากันได้ ไปเรียงตัวใหม่ ในตำแหน่งที่เราต้องการ

ปัจจัยที่สอง คือ ตัวนาโนยนต์ต้องสามารถจำลองตัวเองได้ในขณะที่ผลิตสิ่งต่างๆ ซึ่งการที่นาโนยนต์จะสามารถจำลองตัวเองจาก 1 เป็น 2 จาก 2 เป็น4 จาก 4 เป็น 8 ได้นั้นต้องอาศัยซอฟต์แวร์ที่สามารถออกคำสั่งให้นาโนยนต์จำลองตัวเองขึ้นมา ปัจจัยนี้เกิดขึ้นมาเพื่อให้เทคโนโลยีด้านนี้ดำเนินได้อย่างคุ้มทุน ด้วยการที่นาโน-ยนต์สามารถจำลองตัวเองได้นั้น เป็นผลให้ต้นทุนในการสร้างวัตถุต่าง ๆ มีราคาต่ำกว่าต้นทุนในปัจจุบัน ยิ่งมีนาโนยนต์มาก ต้นทุนก็จะยิ่งถูกลง และในขณะเดียวกัน การจัดเรียงอะตอม ยังคงอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องแม่นยำ ก็จะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูง เชื่อถือได้