Smart Windows

บันทึกสิ่งที่ผมได้เรียนรู้เกี่ยวกับห้องปฏิบัติการฟิมล์บาง และสิ่งประดิษฐ์ "smart windows"

สิ่งที่ผมได้เรียนรู้ในวันจันทร์นี้ เป็นความก้าวหน้าด้านการวิจัยเทคโนโลยีฟิมล์บาง ซึ่งอธิบายถึงรากฐานและความจำเป็นที่ประเทศของเราจะต้องลงทุนเพื่อองค์ความรู้ด้านฟิสิกส์ฟิมล์บางนี้ รวมทั้งภาพอนาคตแห่งความสำเร็จจากงานวิจัยดังกล่าว ที่อาจเปลี่ยนโฉมหน้าการใช้ไฟฟ้าของคนไทยไปโดยสิ้นเชิง

ทั้งนี้ ที่ผ่านมาประเทศไทยมีอัตราการขยายตัวทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว อันเป็นผลมาจากการการเป็นผู้ผลิตและส่งออกสินค้าหลากหลายชนิด แต่การผลิตและส่งออกโดยใช้องค์ความรู้แบบสำเร็จรูปจากนักลงทุนต่างชาตินั้น จะช่วยให้ประเทศไทยมีความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างยั่งยืน ก็หามิได้!

หากแต่ความก้าวหน้าและแข้มแข็งทางเศรษฐกิจดังกล่าว ขึ้นอยู่กับความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่อง ความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม...ที่ว่านี้ หมายรวมถึง การมีองค์ความรู้เป็นของตนเอง สามารถพัฒนาต่อยอดองค์ความรู้เหล่านั้นได้อย่าง...กว้างขวาง พร้อมทั้งแสวงหาองค์ความรู้ใหม่ได้ด้วยตนเองอย่าง...ต่อเนื่อง แตกต่างจาก...การนำเข้านวัตกรรม แล้วนำมาผลิตให้กลายเป็นสินค้าออกจำหน่าย ถ้าแม้นว่าจะช่วยทำให้เกิดความเจริญก้าวหน้าทางเศรษฐกิจ ก็คงพอจะมีอยู่บ้าง หากแต่แก่นสารของความยั่งยื่นนั้น ไม่มีเลยในระยะยาว ในรายงานข่าวต่างประเทศ เราอาจจะได้เห็นเหตุการณ์ที่คนตกงาน ย้ายถิ่นฐานกลับสู่บ้านเกิด เพราะนักลงทุนย้ายฐานการผลิตไปยังประเทศที่มีค่าแรงถูกกว่า และมีเสถียรภาพทางการเมืองที่มั่นคงกว่า ดังนั้น จึงเป็นการกระทำที่ฉลาดและเปี่ยมด้วยสติปัญญาเป็นอย่างยิ่ง หากประเทศไทยพัฒนาองค์ความรู้สำหรับตนเองในอุตสาหกรรมใด ๆ ก็ตามอย่างครบวงจร

เมื่อเรามีองค์ความรู้ในอุตสาหกรรมเหล่านั้นเป็นทรัพย์สมบัติของตนเอง เป็นมรดกของตนเองแล้ว และยังมีความร่วมมือในการทำวิจัยและพัฒนาร่วมกันระหว่างหน่วยวิจัยกับผู้ ประกอบการในภาคเอกชน ย่อมกลายเป็นพลังเหวี่ยงอันสำคัญ ก่อให้เกิดความสามารถในการแข่งขันบนเวทีโลกได้จริง พร้อมทั้งมีความได้เปรียบในการแข่งขันอย่างยั่งยืนอีกด้วย

ดังเช่น ความพยายามของการวิจัยเพื่อผลิต smart windows โดย ศูนย์วิจัยนาโนเทคโนโลยีบูรณาการ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ที่ผู้เขียนจะได้หยิบยกมาสู่ผู้อ่านในวันนี้นันเองครับ

ศูนย์วิจัยนาโนเทคโนโลยีบูรณาการ มีความเชื่อมั่นว่า การพัฒนาของศาสตร์ "ฟิสิกส์" จัดเป็นวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่สำคัญต่อการพัฒนาเทคโนโลยีระดับสูงและเทคโนโลยีอนาคต โดยเฉพาะในประเทศที่พัฒนาแล้ว ต่างได้ให้ความสำคัญแก่การมีพื้นฐานทางด้านฟิสิกส์ที่แข็งแกร่ง เฉกเช่นเดียวกันประเทศไทยของเรา จึงได้มีศูนย์วิจัยนาโนเทคโนโลยีบูรณาการ แห่งนี้ ซึ่งมีความเฉียบแหลมด้านเทคโนโลยีฟิมล์บาง อันเป็นที่ยอมรับไปทั่วโลก ดังกล่าวนี้ จึงได้รับการจัดสรรงบประมาณเพื่อวิจัยและพัฒนา"เทคโนโลยีการเคลือบฟิมล์บางบนวัตถุ" ขึ้นมานั่นเองครับ

หากกล่าวถึง เทคโนโลยีการ เคลือบฟิมล์บางบนวัตถุ เราจะพบว่า มีแทรกอยู่ในเทคโนโลยีหลายชนิด โดยมีการเคลือบวัตถุุที่อาศัยหลักการทางเคมี เช่น การชุบทองคำ การชุบโครเมี่ยม และการเคลือบที่อาศัยหลักการทางฟิสิกส์ เช่น การเคลือบที่กรองแสงของกระจกรถยนต์ กระจกแว่นตา เป็นต้น ทั้งนี้ เทคโนโลยีการเคลือบฟิมล์บางบนวัตถุถือเป็นเทคโนโลยีพื้นฐาน ที่มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทำการวิจัยและพัฒนาเพื่อการประยุกตืหลาย ด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านพลังงาน ฟิมล์บางสามารถใช้ประโยชน์ด้านพลังงานได้หลายวัตถุประสงค์ เช่น ลดความร้อน เพิ่มแสงสว่าง ลดการใช้พลังงานไฟฟ้า ทั้งเครื่องปรับอากาศและแสงสว่างในอาคารขนาดใหญ่ เช่น กระจกที่สนามบินสุวรรณภูมิ ซึ่งใช้เทคโนโลยีการเคลือบฟิมล์บาง นอกจากนี้ฟิมล์บางยังสามารถใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ เช่น เซลล์สุริยะ (Solar Cells) อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ปริมาณแสงอาทิตย์ในประเทศแถบเส้นศูนย์สูตร ดังเช่น เมืองไทยเรา ถือว่ามีปริมาณความเข้มค่อนข้างสูงแต่กลับนำมาใช้ประโยชน์ได้...ไม่คุ้มค่า แม้ในปัจจุบัน เทคโนโลยีจะสามารถเปลี่ยนแปลงและเก็บเป็นพลังงานไฟฟ้าแล้วนำกลับมาใช้ใหม่ ได้เมื่อต้องการ ด้วยสิ่งประดิษบ์ที่เรียกว่า เซลล์สุริยะ (Solar Cells) ก็ตามที

กระนั้น หากเราสามารถค้นหาวัสดุ หรือ วิธีการทำเป็นฟิมล์เคลือบบนกระจก ขนาดเท่ากระจกหน้าต่าง ยามเมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบ ก็จะเกิดการเรืองแสง (photoluminescence) ในทันที และสามารถเก็บพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นเดียวกับตัวเก็บประจุ ไฟฟ้า (capacitor) หรือ แบตเตอรี่ ได้แล้วนั้น เมื่อถึงเวลากลางคืน พลังงานไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนกลับมาทำให้เกิดการเรืองแสงจากประจุไฟฟ้า (electroluminescence) ทำให้กระจกเรืองแสงทั้งเวลากลางวันและกลางคืน ในห้วงเวลานั้น อาคารบ้านเรือนก็ไม่ต้องพึ่งพากระแสไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าอีกต่อไป นับเป็นแนวทางประหยัดพลังงานที่ชาญฉลาด และนี่เองคือที่มาของสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกกันว่า smart windows หรือ กระจกหน้าต่างฉลาด ครับผม

ภาพจำลองความแตกต่างของอาคารที่ใช้เทคโนโลยีฟิมล์บาง หรือ smart windows

 

ภาพการประยุกต์ใช้ smart windows ในอาคารและขนส่งมวลชน

ขอบคุณสำหรับข้อมูลจาก ศูนย์วิจัยนาโนเทคโนโลยีบูรณาการ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ครับ