Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
ทำผ้ากันน้ำด้วยพลาสมา PDF พิมพ์

ทำผ้ากันน้ำด้วยพลาสมา

หลายคนคงเคยสงสัยว่า ทำไมหยดน้ำจึงกลิ้งบนใบบัวได้ ปรากฏการณ์ Lotus Effect นี้เป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์คิดค้นวิธีการที่จะทำให้พื้นผิวใด ๆ มีความสามารถในการกันน้ำ

ผู้เขียน: ดร.สตรีรัตน์ โฮดัค (กำแพงแก้ว)

Lotus Effect ด้วยพลาสมา


ดร.สตรีรัตน์ โฮดัค
ภาควิชาฟิสิกส์
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย



หลายคนคงเคยสงสัยว่า ทำไมหยดน้ำจึงกลิ้งบนใบบัวได้ พื้นผิวของใบบัวมีลักษณะพิเศษ ตรงที่มีความขรุขระเกิดจากการมีปุ่มขนาดประมาณ 10 ไมครอนกระจายอยู่ตามผิวใบบัว โดยที่แต่ละปุ่มก็จะมีปุ่มเล็ก ๆ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ไมครอนกระจายอยู่รอบ ๆ ปุ่มใหญ่ ดังแสดงในรูปที่ 1 ด้วยเหตุผลนี้เอง จึงทำให้การสัมผัสของหยดน้ำกับพื้นผิวใบบัวน้อยกว่าที่จะเป็น เป็นสาเหตุให้เกิดปรากฏการณ์การไม่ชอบน้ำของใบบัวเกิดขึ้น (Lotus Effect)

62197

รูปที่ 1 แสดงลักษณะของพื้นผิวใบบัวที่เป็นปุ่ม



ปรากฏการณ์ Lotus Effect นี้เป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์คิดค้นวิธีการที่จะทำให้พื้นผิวใด ๆ มีความสามารถในการกันน้ำ เป็นที่รู้กันว่าวิธีการทางเคมีที่มีส่วนประกอบของฟลูออรีนเป็นวิธีดั้งเดิมที่ใช้กันมา วิธีการที่ผู้เขียนจะนำเสนอเป็นงานวิจัยเกี่ยวกับการปรับปรุงสมบัติการไม่ซึมน้ำหรือสมบัติการเปียกน้ำยากของผ้า โดยผ่านกระบวนการอาบพลาสมาของแก๊สซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF6) พลาสมานี้จะเกิดขึ้นในภาชนะสุญญากาศโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำกำลังไฟฟ้าด้วยคลื่นความถี่วิทยุ (Radio Frequency: RF) เพื่อให้เกิดการส่งผ่านพลังงานแก่แก๊สในการเปลี่ยนสถานะจากแก๊สเป็นพลาสมา ผ้าที่ใช้ศึกษาซึ่งประกอบด้วย โพลีเอทธีลีนเทเรฟธอลเลต (polyethylene terephthalate :PET) ผ้าฝ้าย (cotton) ผ้าไหมแท้ (silk) และผ้าไหมผสมผ้าฝ้าย (mixed silk cotton) จะถูกปรับปรุงสมบัติการไม่ซึมน้ำภายใต้สภาวะพลาสมาที่แตกต่างกัน เช่น ความดันของพลาสมา SF6 กำลังวัตต์คลื่นความถี่วิทยุ รวมถึงเวลาที่ใช้ในการอาบพลาสมา ผ้าที่ผ่านการอาบพลาสมาแล้วจะถูกนำมาวิเคราะห์ทางกายภาพ โดยใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกวาด (Scanning Electron Microscopy: SEM) เพื่อศึกษาถึงลักษณะพื้นผิวที่เปลี่ยนไป และใช้เทคนิค Atomic Force Microscope: AFM เพื่อวัดความขรุขระที่เกิดจากอันตรกิริยาของพลาสมากับผ้า พร้อมกับวิเคราะห์สมบัติการไม่ซึมน้ำ เช่น การวัดค่ามุมสัมผัสของน้ำ การจับเวลาที่ผ้าใช้ในการดูดซับน้ำหนึ่งหยดจดหมด ตลอดจนความเสถียรของสมบัติการไม่ซึมน้ำของผ้าเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อมุ่งเน้นการทำความเข้าใจของผลจากพลาสมา ผู้วิจัยได้วิเคราะห์ทางเคมีเชิงลึกเช่นกัน โดยศึกษาว่ามีพันธะเคมีใหม่ใดบ้างเกิดขึ้นบนพื้นผิวผ้า และพันธะเคมีนี้มีผลต่อสมบัติการไม่ซึมน้ำหรือไม่ อย่างไร และสามารถควบคุมปริมาณพันธะเคมีได้ด้วยเงื่อนไขสภาวะพลาสมาหรือไม่

62198

รูปที่ 2 แสดงภาพถ่ายของการทดลองการหยดน้ำบนผ้า



รูปที่ 2(a) แสดงภาพถ่ายของหยดน้ำบนผ้าที่ยังไม่ผ่านการอาบพลาสมา รูปที่ 2(b) แสดงภาพถ่ายของหยดน้ำที่กำลังกลิ้งบนผ้าที่ผ่านการอาบพลาสมาแล้ว เพื่อให้การทำวิจัยเป็นไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ผู้วิจัยได้มีความคิดให้มีการเย็บผ้าสี่ชนิดดังกล่าวข้างต้นให้เป็นชิ้นเดียวดังรูปที่ 2(c) แล้วนำไปใส่สะดึงก่อนจะนำไปปรับปรุงด้วยพลาสมาสภาวะเดียวกัน และเพื่อให้การทดลองเป็นไปอย่างถูกต้องเป็นระบบตลอดงานวิจัย บริเวณผ้าที่จะนำมาวิเคราะห์สมบัติต่าง ๆ จะต้องเป็นบริเวณเดียวกัน นั่นคือ วัดจากจุดศูนย์กลางของสะดึงมา 3 เซนติเมตร ดังรูป 2(d)



< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 24 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 8081528  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!