นาโนเทคโนโลยี…ศาสตร์ใหม่ที่จะเปลี่ยนโฉมวงการสุขภาพ

สิ่งที่ยิ่งใหญ่จากโลกขนาดจิ๋ว

ลองคิดถึงสิ่งที่คุณเคยเห็นที่เล็กที่สุดในชีวิตคุณดู พอจะนึกออกกันไหมครับว่าคืออะไร  หลายคนคงตอบว่า น่าจะเป็นสิ่งที่เห็นจากในกล้องจุลทรรศน์ตอนที่เรียนในโรงเรียน แต่สิ่งที่เราจะพูดถึงในขณะนี้นั้นมีขนาดเล็กลงไป ในระดับอะตอมและโมเลกุล และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้นำเอาสิ่งที่มีขนาดเล็กอยู่ในระดับนี้ มาใช้ประโยชน์กันแล้ว

เทคโนโลยี่ นาโน เป็นวิทยาศาสตร์แขนงใหม่ ที่สร้างความตื่นเต้นให้กับคนทั่วโลก การนำวัตถุระดับขนาดนาโนมาใช้ นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างเครื่องมือใหม่ๆ สินค้าใหม่ๆ และเทคโนโลยี่ใหม่ๆ ขึ้นมาได้ เป็นความท้าทายใหม่ๆ ของโลกในปัจจุบัน เช่น

1. การสร้างพลังงานที่สะอาดและมีความปลอดภัยสูงขึ้นมาใช้
2. สร้างวัสดุที่มีความแข็งแรง ทนทานและเบา มากกว่าเดิม
3. สร้างเครื่องกรองน้ำ สำหรับทำน้ำดื่มที่สะอาด ที่มีราคาถูกลง
4. สร้างเครื่องมือแพทย์และยา ที่สามารถตรวจค้นและรักษาโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้ นและมีผลข้างเคียงน้อยลง
5. หลอดไฟที่ใช้พลังงานน้อยลง
6. สร้างตัวตรวจจับสารเคมีและสารชีวภาพที่มีอันตรายต่อมนุษย์
7. สร้างเทคนิคในการทำกำจัดสารเคมีที่มีอันตรายในสภาพแวดล้อม

อะไรคือวิทยาศาสตร์นาโน และเทคโนโลยี่นาโน

วิทยาศาสตร์นาโน คือศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับการค้นพบใหม่ๆ ของพฤติกรรมและคุณสมบัติของสสารในขนาดระดับนาโน (เล็กมาก คือขนาดระหว่าง 1-100 นาโนเมตร หรือ 1-100 ในพันล้านของ 1 เมตร)

เทคโนโลยี่นาโน คือ หนทางในการนำเอาการค้นพบที่เกิดขึ้นในระดับนาโนมาใช้ประโยชน์

มีอะไรเป็นพิเศษเกี่ยวกันสสารในขนาดนาโน

คำตอบสั้นๆ ก็คือ สสารจะมีคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากเดิมในขนาดในระดับนาโน เช่น บางสสารทำให้การนำไฟฟ้าดีขึ้น การนำความร้อนดีขึ้น บางสสารแข็งแรงขึ้น บางสสารมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่างออกไป บางสสารสะท้อนแสงดีขึ้น และเปลี่ยนสีได้เมื่อขนาดของมันเปลี่ยนไป สารในขนาดนาโนมีขนาดพื้นผิวมากกว่าสารเดียวกันในปริมาตรเดียวกัน ที่มีขนาดใหญ่กว่า นั่นหมายถึงว่ามันจะมีพื้นผิวที่ใช้สำหรับทำปฏิกิริยากับสารอื่นๆ รอบๆ ตัวมันมากขึ้น

เพื่อที่จะแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของขนาดของพื้นผิว เราลองนึกถึงหมากฝรั่งที่เราเคี้ยว 1 ก้อน ถ้าเราดึงแผ่หมากฝรั่งให้เป็นแผ่นบางให้มากที่สุดโดยการยืดมันออก มันจะแห้งได้เร็วกว่าหมากฝรั่งที่ยังเป็นก้อนไม่ได้แผ่ออก

ทัศนียภาพในระดับนาโน

โดยนิยาม นาโนเมตรเท่ากับ หนึ่งในพันล้านของเมตร แต่พูดอย่างนี้นึกภาพไม่ออก ลองคิดแบบนี้ดู
- ความหนาของกระดาษหนึ่งแผ่นเท่ากับ 100,000 นาโนเมตร
- ถ้าคุณผมสีบรอนด์ ผมของคุณมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางอยู่ระหว่าง 15,000-50,000 นาโนเมตร
- ถ้าคุณผมสีดำ ผมของคุณมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางอยู่ระหว่าง 50,000-180,000 นาโนเมตร

สสารขนาดนาโนและผลของมันที่เราพบได้ในธรรมชาติ

ความลับของธรรมชาติที่ถูกสร้างขึ้นในระดับนาโนนั้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการลอกเรียนแบบมาใช้ประโยชน์แล้ว เช่น โครงสร้างนาโนบนใบบัว และนักวิทยาศาสตร์ลอกเรียนมาสร้างเป็นสารเคลือบผิวกันน้ำที่มีมาใช้กันในปัจจุบันในผลิตภัณฑ์ผ้า และนักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามลอกเรียนแบบความเหนียวและยืดหยุ่นของเส้นไยนาโนของไยแมลงมุม

ในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ มีสสารขนาดนาโน เช่น โปรตีนและโมเลกุลอื่นๆ ที่ใช้ในการควบคุมระบบและขบวนการสำคัญๆใ นร่างกาย ในความเป็นจริงแล้ว ปฏิกริยาสำคัญๆ ของสิ่งมีชีวิต เกิดขึ้นในระดับนี้ เช่น โปรตีนในร่างกายที่ชื่อว่า ฮีโมโกลบิน ทำหน้าที่พาออกซิเจนไปเลี้ยงทั่วร่างกาย มีขนาด 5 นาโนเมตร

สสารขนาดนาโนก็มีอยู่รอบๆ ตัวเรา เช่น ในควันไฟ จากฝุ่นจากภูเขาไฟระเบิด จากลมทะเล หรือแม้แต่ สิ่งที่เกิดจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ สสารนาโนบางอย่างมีการถูกนำมาใช้มาเป็นศตวรรษแล้ว ยกตัวอย่างเช่น ทองคำขนาดนาโน ได้ถูกใช้ในการเคลือบแก้วและเซรามิค ย้อนไปได้ถึงศตวรรษที่ 10 แต่เราใช้เวลาอีกถึง 10 ศตวรรษ ในการที่จะมีกล้องหรืออุปกรณ์ที่เหมาะสมในการที่จะเห็นและเข้าใจสสารนาโน ในการที่จะขับเคลื่อนและนำมาใช้ประโยชน์ให้มากขึ้นต่อไป

เทคโนโลยี่นาโนนั้น มากกว่าการนำเอาสสารนาโนต่างๆ มาใช้ประโยชน์ แต่มันต้องการความสามารถในการจัดการ และควบคุมสสารนั้นให้ถูกใช้ในทางที่เกิดประโยชน์สูงสุด

แปลจากเอกสาร ขององค์การ National Nanotechnology Initiatives <USA>