Home arrow บทความฟิสิกส์ arrow ทำผ้ากันน้ำด้วยพลาสมา
Home    Contacts



ทำผ้ากันน้ำด้วยพลาสมา PDF พิมพ์

ผู้เขียน: ดร.สตรีรัตน์ โฮดัค (กำแพงแก้ว)

Lotus Effect ด้วยพลาสมา

    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 >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 40283113

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!