ใกล้อีกก้าว...วัสดุทำมือถือ-แท็บเล็ต “ตกไม่แตก”

นักวิจัยจากออสเตรเลียพัฒนาวัสดุทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต่อยอดทำมือถือหรือแท็บเล็ตที่ตกแต่ไม่แตก หรือผลิตเป็นเสื้อผ้าที่มีลูกเล่นได้

แทนที่จะผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนวัสดุแข็งอย่างซิลิกอน ทีมวิจัยจากกลุ่มวิจัยวัสดุของมหาวิทยาลัยสถาบันเทคโนโลยีหลวงเมลเบิร์น (RMIT University) ออสเตรเลีย ได้เปลี่ยนไปใช้พื้นผิววัสดุที่ยืดหยุ่นได้ และได้ตีพิมพ์ผลงานลงวารสารเนเจอร์พับลิชิงกรุ๊ปสเอเชียแมทีเรียลส์ (Nature Publishing Group's Asia Materials) ซึ่งเป็นวารสารชั้นนำด้านวัสดุศาสตร์ระดับเอเชีย-แปซิฟิก 

ทีมวิจัยควบคุมให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไมโครและนาโนรับรู้สัญญาณ ทำหน้าที่เป็นชนวนและสร้างพลังงานได้โดยการควบคุมชั้นโปร่งแสงของวัสดุออกไซด์ที่มีความหนาระดับนาโนเมตร และบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 100 เท่า แต่ปัญหาคือวัสดุออกไซด์เหล่านี้เปราะบางและต้องผ่านกระบวนการที่มีความร้อนสูง และมักจะเกิน 300 องศาเซลเซียส ทำให้ไม่สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นได้

ทว่า ฟิลิปป์ กูทรัฟ (Philipp Gutruf) หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า กระบวนการพัฒนาขึ้นใหม่ที่ RMIT ได้ปลดปล่อยศักยภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นออกมาได้อย่างเต็มที่ และยังให้วิธีที่จะรวมวัสดุเข้าด้วยกันได้ โดยเขาอธิบายว่าทีมวิจัยได้พบปรากฏการณ์เชิงสถาปัตยกรรมระดับไมโคร ซึ่งแผ่นวัสดุออกไซด์ระดับไมโครจะเลื่อนเหลื่อมกันเหมือนแผ่นเปลือกโลก เพื่อปลดปล่อยความเครียดและรักษาสภาพนำไฟฟ้าไว้

“วิธีการที่พัฒนาขึ้นมาใหม่นั้นได้เอาชนะความท้าทายในการรวมวัสดุออกไซด์เข้ากับอุปกร์ณอิเล็กทรอนิกส์ที่บิดงอได้ ปูทางสู่สิ้นคาอิเล็กทรอนิกส์ที่บิดงอได้ รวมถึงการประยุกต์อื่นๆ ที่น่าตื่นเต้น” กูทรัฟ ซึ่งได้รับทุนวิจัยเอนเดฟเวอร์ (Australian Government Endeavour International Postgraduate Research Scholarship) จากรัฐบาลออสเตรเลียกล่าว

ทางด้าน ดร.มาธุ พัสการัน (Dr Madhu Bhaskaran) ที่ปรึกษาและหัวหน้าร่วมกลุ่มวิจัย กล่าวว่า ความสำเร็จครั้งนี้ได้ใช้วัสดุยอดนิยม 2 ชนิดคือ อินเดียมทินออกไซด์วัสดุโปร่งแสงนำไฟฟ้าได้ และ ซิลิโคนคล้ายยาง ซึ่งเป็นวัสดุทดแทนทางชีวภาพ (biocompatible material) เธอกล่าวอีกว่าการรวมวัสดุออกไซด์กับวัสดุทดแทนทางชีวภาพนี้ สร้างศักยภาพในการสร้างอุปกรณ์ทางชีวการแพทย์ ไว้คอยตรวจตราหรือกระตุ้นประสาทและอวัยวะในร่างกายได้ และมีโอกาสที่จะพัฒนาต่อเป็นจอแสดงผลแบบยืดหยุ่น เซลล์แสงอาทิตย์ และอุปกรณ์เก็บพลังงานได้