โปรเจกต์แสนสนุกสำหรับนักวิทยาศาสตร์

 

 

 

บทสัมภาษณ์ Christoph Stampfer จาก RWTH Aachen University ผู้ทำวิจัยเกี่ยวกับระบบกลศาสตร์ไฟฟ้าของควอนตัมกราฟีน เขามุ่งหวังที่จะพัฒนาอุปกรณ์ควอนตัมที่สามารถปรับค่าทางกลศาสตร์ (Mechanically Tunable Quantum Device) จากกราฟีนที่ยังไม่เคยมีใครคิดค้นมาก่อน

 

ข้อแรกคือ กราฟีนเป็นวัสดุที่มีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร (Surface-to-Volume Ratio) สูงที่สุดในบรรดาวัสดุทั้งหมดที่มนุษย์คิดค้นขึ้นมา ทั้งยังเป็นตัวนำไฟฟ้าโปร่งแสงที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่า กราฟีนไม่ดูดซับแสง และมีความยืดหยุ่นสูง ซึ่งเป็นคุณสมบัติยอดเยี่ยมมากเมื่อรวมเข้าด้วยกัน สิ่งที่ผมคิดว่าน่าสนใจที่สุด คือ เราได้มาถึงจุดที่สามารถผลิตกราฟีนสังเคราะห์ ผ่านกระบวนการทางเคมีที่มีคุณภาพเทียบเท่ากับกราฟีนที่ได้จากกราไฟต์ธรรมชาติ โดยใช้วิธี “สก็อตเทป” (Scotch Tape Method) ซึ่งมีศักยภาพการผลิตในปริมาณมาก นี่เองที่จะเป็นจุดเปลี่ยนของวงการอย่างแท้จริง

 

ผู้ผลิตตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor) หรือว่าแบตเตอรี ให้ความสำคัญกับอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมากที่สุด กราฟีนจึงเป็นที่ดึงดูดผู้ผลิตมากๆ ในตอนนี้ และเป็นไปได้มากว่าจะมีการใช้กราฟีนเพื่อผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถยืดได้งอได้ ตอนนี้เราเริ่มเห็นบริษัทออกแบบหน้าจอที่พับได้ และยังมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับสวมใส่ (Wearable Electronics) ซึ่งเป็นอีกหนึ่งอุตสาหกรรมที่สนใจกราฟีน เมื่อใดที่ต้นทุนการผลิตกราฟีนลดลง เราอาจได้เห็นการใช้กราฟีนแทนแผ่นอะลูมิเนียมในการถนอมอาหาร

 

เราใช้กราฟีนเป็นแบตเตอรีที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าที่มีในปัจจุบัน ซึ่งอาจจะนำไปสู่การใช้รถพลังงานไฟฟ้า  และยังสามารถนำกราฟีนไปใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ และการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า (Photovotalic) ที่มีความยืดหยุ่นได้อีกด้วย ปัจจุบันมีสินค้าที่ใช้กราฟีนออกวางจำหน่ายอย่างที่กรองน้ำ ซึ่งมีความสำคัญมากขึ้นทุกที เพราะน้ำเป็นทรัพยากรที่มีค่าสูงในตอนนี้

 

ในปัจจุบัน ประเทศส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับวิทยาศาสตร์ประยุกต์มากกว่าวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ทั้งในประเทศเกิดใหม่ เช่น จีน และในประเทศตะวันตก ซึ่งรัฐบาลและองค์กรให้ทุนสนับสนุน แต่โปรเจกต์ระยะสั้นและการนำวิทยาศาสตร์ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ หากเราผลักดันให้นักวิทยาศาสตร์ก้าวไปในทางวิทยาศาสตร์ประยุกต์ เราจะเห็นการพัฒนาที่ค่อยเป็นค่อยไป แต่การพัฒนาแบบก้าวกระโดดนั้น เกิดขึ้นมาจากวิทยาศาสตร์พื้นฐานเท่านั้น  เมื่อประมาณ 130 ปีที่แล้ว Heinrich Hertz ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าคลื่นวิทยุมีอยู่จริง แต่ผ่านไปอีกหลายทศวรรษกว่าที่โทรศัพท์มือถือจะเปลี่ยนแปลงระบบการสื่อสารของมนุษย์ กราฟีนมีจุดเริ่มต้นมาจากการทดลองสนุกๆ ในเมืองแมนเชสเตอร์ เพื่อตอบคำถามพื้นฐานซึ่งไม่เกี่ยวกับเทคโนโลยีว่า “เป็นไปได้หรือไม่ที่จะแยกวัสดุสองมิติออกจากกัน” วงการวิทยาศาสตร์ต้องการทุนสนับสนุนสำหรับ “โปรเจกต์สนุกๆ” แบบนี้ โดยที่ยังไม่ต้องคำนึงถึงการนำไปใช้ ไม่อย่างนั้นสังคมจะไม่ก้าวหน้า

 

สิ่งที่ผมคิดว่าเป็นเรื่องสำคัญที่สุดในปัจจุบัน คือการสร้างแรงผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระบบ รวมถึงสร้างแรงจูงใจในการทำวิจัย ขณะนี้เราเน้นการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการมากเกินไป โดยไม่ค่อยมีใครให้ความสำคัญกับการเขียนหนังสือ สิ่งนี้นำไปสู่แบบแผนตายตัวที่ว่านักวิทยาศาสตร์เขียนได้เฉพาะบทความทางวิชาการเท่านั้น  ในทางทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้น่าจะแก้ไขได้ไม่ยาก แต่ต้องอาศัยความร่วมมือจากองค์กรที่ให้ทุนสนับสนุน เพราะเป็นคนกลุ่มเดียวเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเช่นนี้ได้