Dip-Innovation

กรมส่งเสริมอุตสาหกรรม

นาโนเทคโนโลยี

นาโนเทคโนโลยีคืออะไร
” นาโนเทคโนโลยี” (Nanotechnology) หมายถึง เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้าง การวิเคราะห์ การสังเคราะห์วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักรหรือผลิตภัณฑ์ซึ่งมีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) เทียบเท่ากับระดับอนุภาคของโมเลกุลหรืออะตอม รวมถึงการออกแบบหรือการใช้เครื่องมือสร้างวัสดุที่อยู่ในระดับที่เล็กมากๆ หรือการเรียงอะตอมและโมเลกุลในตำแหน่งที่ต้องการ ได้อย่างแม่นยำ และถูกต้อง ทำให้/ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุ อุปกรณ์ หรือสสารมีคุณสมบัติพิเศษขึ้น ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี   หรือชีวภาพ สามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์หรือส่งให้มีผลประโยชน์ต่อผู้ใช้สอย

นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) เป็นเทคโนโลยีการประกอบและผลิตสิ่งต่างๆขึ้นจากการจัดเรียงตัวของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมหรือ โมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยความแม่นยำในระดับนาโนเมตร (หนึ่งส่วนในร้อยล้านเซนติเมตร) หรือ เรียกในอีกชื่อว่า แองสตรอม ยูนิต (Angstrom unit) ซึ่งต้องอาศัยวิทยาการหลากหลายสาขาทั้งเคมี, ฟิสิกส์, ชีววิทยา, อิเลคโทรนิคและอื่นๆ โดยเฉพาะสาขาคอมพิวเตอร์ (ระดับการใช้หุ่นยนต์แทนแรงงานมนุษย์) วิทยาการนี้มีการค้นคว้าวิจัยในระดับห้องทดลองเป็นเวลานานกว่า 30 ปี เราเพิ่งจะรู้จักนาโนเทคโนโลยีกันอย่างแพร่หลายเมื่อไม่กี่ปีมานี้เมื่อนัก วิทยาศาสตร์เพียรพยายามที่จะนำเอาทฤษฎีในห้องทดลองมาปรับใช้กับสินค้าทั่วไป ในท้องตลาด เมื่อนาโนเทคโนโลยีเป็นเรื่องใกล้ตัวในชีวิตประจำวัน จึงเป็นที่สนใจของคนจำนวนมาก เนื่องจากหลักการการนำนาโนฯ มาปรับใช้นั้นไม่ได้แตกต่างกันมาก

บุคคลที่ได้รับการยกย่องให้เป็นบิดาของนาโนเทคโนโลยี ได้แก่ Richard Feynman (นักฟิสิกส์ผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี1965) ซึ่งเป็นผู้เปิดความคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของนาโนเทคโนโลยีวิทยาศาตร์ โดยเขาได้กล่าวไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1959 ว่า “ ในอนาคตข้างหน้ามนุษย์จะสามารถสร้างสิ่งต่างๆได้ด้วยการจัดเรียงอะตอมได้ในระดับที่แม่นยำ ซึ่ง ณ วันนี้ ยังไม่มีกฎฟิสิกส์ใดๆหรือรวมถึงกฏแห่งความไม่แน่นอนใดๆมาขัดขวางความเป็นไปได้นี้ ” จากนั้นจนถึงปัจจุบันจึงมีการพัฒนาอย่างสืบเนื่องเป็นลำดับ

นาโนเทคโนโลยีเริ่มถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือจักรกลในประวัติศาสตร์มนุษยชาติเมื่อไม่นานมานี้ โดย  คาดหวังว่าเครื่องมือดังกล่าวจะสามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมทุกประเภท เทคโนโลยีใหม่นี้จะทำให้เราเข้าใจถึง  ชีวโมเลกุล และต้นกำเนิดของสรรพสิ่งต่างๆ ในอีก 20 ปีข้างหน้าได้ดียิ่งขึ้นกว่าที่เคยทำการศึกษากันมาตลอดสองพันปีที่ผ่านมา เรียกได้ว่าอีกไม่นานจะไม่มีสิ่งใดที่ไม่เกี่ยวข้องกับกับนาโนเทคโนโลยี เพราะมันจะเป็นองค์ความรู้พื้นฐานให้กับทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิต

ในยุคแรกของนาโนเทคโนโลยี มีเป้าหมายคือความสามารถที่จะทำการผลิตเครื่องมือที่ทำจากนาโนเทคโนโลยี โดยในปี 2543 ทางมหาวิทยาลัยคอร์แนล ได้ผลิตอุปกรณ์กลไกชิ้นหนึ่งด้วยนาโนเทคโนโลยีเป็นเครื่องแรกของโลก ซึ่งมีชื่อเป็นที่รู้จักในวงการวิทยาศาสตร์ ว่า อุปกรณ์กลไก Nano Electro Machanical System (NEMS) ที่มีขนาดเล็กกว่าเม็ดเลือดแดง เพื่อควบคุมตรวจตราร่างกาย เช่น ระบบภูมิคุ้มกันและอื่นๆ อุปกรณ์นี้สามารถซ่อมแซมเซลล์จนถึงระดับDNA ได้ ซึ่งหมายความว่า เป็นครั้งแรกที่งานซึ่งอยู่ในความควบคุมอย่างถูกต้องแม่นยำนั้น สามารถทำให้สำเร็จได้ถึงระดับโมเลกุล จากนี้ ผลิตภัณฑ์ใหม่ๆตั้งแต่ยา หรือวิธีบำบัดรักษาโรคต่างๆ สามารถออกแบบหรือผลิตขึ้นแบบอะตอมต่ออะตอม และถึงแม้ว่าสิ่งประดิษฐ์ด้วยนาโนเทคโนโลยีข้างต้นจะไม่มีชีวิต  แต่จัดเป็นผลงานเลือดผสมชิ้นแรกระหว่างวิทยาการชีวภาพและวิศวกรรม ปัจจุบัน นาโนเทคโนโลยีได้ครอบคลุมความหมายไปถึงเทคโนโลยีที่สามารถกำหนดถึงระดับอะตอมให้มีโครงสร้างอย่างที่ต้องการได้โดยไม่ต้องอาศัยการผ่านเป็น สารมัธยันตร์ (intermediate) ในกระบวนการผลิต จึงไม่เกิดผลิตผลพลอยได้ รวมทั้งของเสีย ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการผลิตพลาสติก, กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม สารเคมีที่ทำปฏิกิริยาจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านหลากหลายขั้นตอนภายใต้สภาวะที่จำเพาะ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ ซึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสารเคมีทั้งหมดให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียวได้ แต่จะมีผลิตผลพลอยได้ และของเสียเกิดขึ้นควบคู่กันไปด้วย ในทางที่แตกต่างกัน ถ้าผลิตพลาสติก  โดยใช้นาโนเทคโนโลยี การผลิตจะกระทำได้โดยการป้อนสาร ซึ่งเป็นอะตอม ของธาตุบริสุทธิ์ เช่นคาร์บอน, ไฮโดรเจน และ ออกซิเจน เข้าไป แล้วกำหนดให้แต่ละอะตอมก่อพันธะเคมีต่อกัน ผลลัพธ์ที่ได้ จะปราศจากสารมัธยันตร์ ไม่มีผลิตผลพลอยได้ และของเสียใดๆเกิดขึ้น และ สามารถสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นพลาสติกตามที่ต้องการได้โดย ทุกอณูของตัวทำปฏิกิริยาจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายได้   ทั้งหมดหรือ ถ้าต้องการผลิตเนื้อไม้ ไม่ว่า, มะฮอกกานี, สัก, สน และอื่นๆ เพียงเลือกซอฟท์แวร์เกี่ยวกับเนื้อไม้   ที่ต้องการ และ ก็เพียงแค่เปิดสวิทช์ป้อนสาร และ กด คำว่า GO ก็จะได้เนื้อไม้ โดยไม่ต้องทำลายป่าไม้และ     สิ่งแวดล้อมใดๆเลย นอกจากนี้ ยังอาจคิดคาดหวังต่อไปอีกได้ว่า แม้แต่สินค้าอุปโภคบริโภค ก็อาจทำขึ้นมาได้ ในโรงรถจากอะตอมที่อาจปั๊มมาจากบรรยากาศรอบตัวได้ เหล่านี้เป็นวิทยาการที่มีเป้าหมายให้ผลเป็น Green and Clean Technology อย่างแท้จริง ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากมายต่อหลากหลายสาขา และคาดหมายว่าอาจเป็นจริงได้ภายในอนาคตอันใกล้

ที่มา/เอกสารอ้างอิง
1. วารสาร CORPORATE THAILAND, ธันวาคม 2544, “นาโนเทคโนโลยี : The next small thing” , หน้า 84-86
2. www. Nanozine.com
(ที่มา: http://www.dss.go.th/dssweb/st-articles/files/ct_12_2544_nano_technology.pdf)

อนึ่งข้อดีที่โดดเด่นของนาโนเทคโนโลยีคือ ผู้ใช้ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงการใช้ชีวิตประจำวันที่เคยเป็น มีคุณสมบัติพิเศษที่แตกต่างเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว เช่น ความสามารถในการป้องกันและยับยั้งแบคทีเรีย ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องกังวลกับเชื้อโรคและความสกปรก ยังผลให้คุณภาพชีวิตโดยรวมดีขึ้นกว่าเดิม แต่ทั้งนี้และทั้งนั้น หมายความว่า กำลังจ่ายของผู้ใช้กับสินค้าในประเภทเดียวกันต้องเพิ่มกว่าปกติ 30-40 เปอร์เซ็นต์

“เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้มีสินค้านาโนเทคโนโลยีออกป้อนสู่ตลาดโดย บรรดาผู้ประกอบการเอกชนเพียงบางกลุ่มซึ่งเป็นกลุ่มแคบๆเท่านั้น เช่นกลุ่มสิ่งทอ และกลุ่มเครื่องสำอาง เนื่องจากเหตุผลทางด้านต้นทุนและการตลาดที่ถือว่ายังใหม่อยู่มากสำหรับคน ทั่วไป” ดร.ณัฐพันธุ์ ศุภกา หัวหน้าหน่วยวิเคราะห์ทดสอบของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) กล่าว ซึ่งผลที่ตามมาอย่างแน่นอนที่สุดก็คือ “ราคา” หลังจากนั้นมานาโนเทคโนโลยีก็ค่อยๆ ผนวกเอาคุณสมบัติดีเด่นสุดยอดของมันเข้ากับการดำรงชีวิตของเรามาตลอด มีการปรับปรุงคุณสมบัติใหม่ๆ และพัฒนาคุณสมบัติเดิมให้สามารถใช้งานได้หลากหลาย ตอบโจทย์วีชีวิตคนเมืองด้วยคำว่า “ดีและง่าย” จนกระทั่งเป็นที่รู้จักกันในวงกว้างมากยิ่งขึ้น “ในปัจจุบันกลุ่มสินค้าที่ใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มคุณสมบัติในตัวเองก็มี เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก เช่น กลุ่มอาหารเสริม กลุ่มเคมีภัณฑ์ เช่น สีทาบ้าน กลุ่มสุขภัณฑ์ และกลุ่มปิโตรเคมี เป็นต้น โดยจะมีการต่อยอดและพัฒนาผลิตภัณฑ์อื่นๆ เพิ่มขึ้นต่อไปในอนาคตอย่างไม่หยุดยั้ง” ดร.ณัฐพันธุ์กล่าวทิ้งท้าย

“ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดล้วนแล้วแต่มีรูปลักษณ์ภายนอกที่ไม่แตกต่างจากของ เดิมเลยแม้แต่น้อย ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดตัวเอง ผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะพิเศษ เช่น มีกลิ่นหอม ช่วยฟอกอากาศ ป้องกันคราบสกปรก เปลี่ยนสีตามอุณหภูมิได้ กันน้ำ กันรังสียูวี กันยับ เป็นต้น

(ที่มา: คุณเวฬุรีย์ ทองคำ จากฝ่ายถ่ายทอดเทคโนโลยีและวิชาการ ของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) กล่าวไว้กับ Metro Life จากผู้จัดการออนไลน์ 21 สิงหาคม 2551)

นาโนเทคโนโลยีช่วยอะไรเราได้บ้าง
       1. พบทางออกที่จะได้ใช้พลังงานราคาถูกและสะอาดเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
2. มีน้ำที่สะอาดเพียงพอสำหรับทุกคนบนโลก
3. ทำให้มนุษย์สุขภาพแข็งแรงและอายุยืนกว่าเดิม (มนุษย์อาจมีอายุเฉลี่ยถึง 200 ปี)
4. สามารถเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรได้อย่างเพียงพอต่อประชากรโลก
5. เพิ่มศักยภาพในการติดต่อสื่อสารของผู้คนทั้งโลกอย่างทั่วถึง ทัดเทียม และเพียงพอ
6. เพิ่มศักยภาพในการสำรวจอวกาศมากขึ้น
นาโนเทคโนโลยีมีสาขาย่อยอะไรบ้าง
สาขาย่อยของนาโนเทคโนโลยี

หลักการพื้นฐานและการพัฒนานาโนเทคโนโลยี
ใน พ.ศ. 2502 (ค.ศ. 1959) ริชาร์ด ฟายน์แมน นักฟิสิกส์ได้กล่าวปาฐกถาเรื่อง“There’s Plenty of Room at the Bottom” ซึ่งเกี่ยวกับปัญหาการจัดการและควบคุมสิ่งที่มีขนาดเล็ก เขาไม่ได้พูดเกี่ยวกับการจัดการแต่ได้อธิบายถึงรายละเอียดที่อาจจะทำได้ สิ่งแรกที่ฟายน์แมนแนะนำคือ เราอาจจัดการกับอะตอมเพื่อสร้างวงจรเล็ก ๆ ที่สมบูรณ์โดยใช้อะตอม 7 ตัว หรือเพื่อสำเนาตัวเอง (Replicate) คำพูดของฟายน์แมนเป็นการเริ่มต้นจุดประกายความคิดในการสร้างอุปกรณ์ในระดับโมเลกุลที่สามารถ คำนวณ สำเนาตัวเอง และประดิษฐ์ได้
จากการศึกษาที่ผ่านมาเราทราบว่าสสารทั้งหลายต่างก็ประกอบขึ้นจากอะตอมของธาตุต่าง ๆ ด้วยการจัดเรียงตัวของอะตอมในรูปแบบที่ต่างกัน ทำให้สามารถแยกแยะสิ่งต่าง ๆ ออกจากกันได้ การจัดเรียงอะตอมแบบหนึ่งอาจได้น้ำ อากาศ หรือดิน ขณะที่การจัดเรียงอะตอมอีกแบบหนึ่งอาจได้กล้วย ข้าวหรือ มะละกอ การจัดเรียงตัวแบบหนึ่งอาจทำให้เป็นต้นไม้ และอากาศที่สดชื่น ในขณะที่การจัดเรียงตัวอีกแบบหนึ่งจะทำให้เกิดขี้เถ้า และเขม่าควัน ความสามารถในการจัดเรียงอะตอมของมนุษย์เราเป็นสิ่งที่วางรากฐานของเทคโนโลยี

พัฒนาการของนาโนเทคโนโลยี
จากอารยะธรรมของมนุษย์พบว่าเทคโนโลยีที่มนุษย์ได้พัฒนามาอาจแบ่งออกได้เป็น 2 แบบคือ

1. เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk technology) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับสิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ โดยอาศัยการจัดการกับอะตอมและโมเลกุลในลักษณะที่เป็นก้อนด้วยวิธีทางกล เช่น การตัด กลึง ดัด ตีขึ้นรูป บีบ อัด ต่อ งอและอื่น ๆ หรืออาจใช้วิธีทางเคมีโดยการผสมให้ทำปฏิกิริยา โดยพยายามควบคุมสภาวะต่างๆ ให้เหมาะสม แล้วปล่อยให้สสารทำปฏิกิริยากันเอง ตัวอย่างเช่น การทำมีดเราขึ้นรูปด้วยการเผาเหล็กให้ร้อนแล้วตีขึ้นรูป จากนั้นนำไปเจียระไนหรือลับให้คม ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาการจัดการอะตอมและโมเลกุลในระดับขนาดเล็กลง เช่น การทำไมโครชิพ ซึ่งเรียกว่าเป็นการใช้เทคโนโลยีแบบบนลงล่าง (top-down technology) ซึ่งมีขีดจำกัดสูง และการทำอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็ก แต่อุปกรณ์เหล่านี้ยังคงประกอบด้วยอะตอมเป็นล้าน ๆ ตัว และยังคงมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ถึงแม้อุปกรณ์เหล่านี้จะทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น แต่การใช้เทคโนโลยีแบบหยาบมาสร้างสิ่งที่มีขนาดเล็กย่อมขาดความเที่ยงตรง และมีความบกพร่องสูง

2. เทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular Technology) หรือนาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถจัดการกับอะตอมหรือโมเลกุลแต่ละตัวได้อย่างเที่ยงตรง และไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และเป็นเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับ สิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ    โดยการนำอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียง ณ ตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำ สิ่งที่ผลิตขึ้นมาอาจเป็นสิ่งเล็กๆ หรือเป็นสิ่งใหญ่ก็ได้ การนำเอาเทคโนโลยีระดับโมเลกุลไปสร้างสิ่งที่ใหญ่ขึ้นมานี้ว่าใช้เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน (bottom-up technology) เช่น พืชสร้างผนังเซลล์จากการนำเอาโมเลกุลน้ำตาลมาต่อกัน    ดังนั้นนาโนเทคโนโลยีในความหมายของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือ การสร้างโดยเริ่มจากสิ่งที่เล็กที่สุด ระดับอะตอมหรือโมเลกุลขึ้นไป มาจัดเรียงกันทีละอะตอมหรือทีละโมเลกุล แล้วทำให้ได้สิ่งที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีโครงสร้างเป็นระเบียบตามที่ต้องการ

นาโนเทคโนโลยีมีรากฐานอยู่บนการผลิตในระดับโมเลกุลที่ต้องการ เป็นการรวมเอาหลักการทางเคมีและทางกลศาสตร์มาประยุกต์ใช้งานที่แปลกใหม่ ในทางเคมีโดยทั่วไปโมเลกุลเคลื่อนที่โดยการแพร่ และชนกันของโมเลกุลในทุกตำแหน่งและในทุกทิศทางที่เป็นไปได้ ผลของปฏิกิริยาเคมีเป็นสิ่งที่ยากจะควบคุม ในทางตรงกันข้ามการสร้างโมเลกุลสามารถใช้ประโยชน์ของการสังเคราะห์ทางกล คือใช้อุปกรณ์ทางกลเพื่อนำการเคลื่อนที่ของ
โมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาโดยประยุกต์ใช้หลักการทางกลศาสตร์ของการยึดและกำหนดตำแหน่งเข้ากับการทำปฏิกิริยาเคมี การสังเคราะห์ทางกลสามารถสร้างความพิเศษที่ทำให้โมเลกุลเปลี่ยนแปลงไปเกิดในตำแหน่งที่เที่ยงตรง และในลำดับที่เที่ยงตรง ตำแหน่งที่เชื่อถือได้เป็นสิ่งที่ต้องการสำหรับการสังเคราะห์ทางกลเพื่อสร้างวัตถุด้วยการจัดเรียงอะตอมจำนวนล้านถึงพันล้านอะตอมอย่างเที่ยงตรง

ผลกระทบของนาโนเทคโนโลยี
ศักยภาพของนาโนเทคโนโลยีมีครอบคลุมในทุกสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ในอนาคต จึงอาจพิจารณาผลกระทบของนาโนเทคโนโลยีในด้านต่าง ๆ ดังนี้

1. เทคโนโลยีสารสนเทศ สมาคมอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor Industry Association, SIA) ได้พัฒนาแผนการส่งเสริมอย่างต่อเนื่องในการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กเพื่อเพิ่มอัตราเร็วและลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ประมวลผลข้อมูลตัวรับรู้สำหรับการวัดสัญญาณ อุปกรณ์ตรรกะสำหรับการประมวลผล หน่วยความจำและจอภาพประมาณปี 2010 โครงสร้างของอุปกรณ์จะมีขนาด 100 nm ซึ่งจะส่งผลต่อเทคโนโลยีสารสนเทศในด้านต่าง ๆ เช่น
– การปรับปรุงการจัดขนาดในไมโครโปรเซสเซอร์-ทรานซิสเตอร์โครงสร้างนาโนจะมีแนวโน้มที่ราคาต่อตัวต่ำลง ใช้พลังงานน้อยลงทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้ดีกว่าเดิมถึง 1,000,000 เท่า
– การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสื่อสารด้วยความถี่สูง (อัตราเร็วสูง) มีช่วงกว้างมากกว่า 10 เท่า
– ขยายอุปกรณ์เก็บข้อมูลข่าวสารขนาดเล็กให้มีความจุมากกว่าปัจจุบันกว่า 100 เท่า
– ระบบตัวรับรู้รวม ทำหน้าที่เก็บข้อมูลโดยใช้พลังงาน เนื้อที่ และมีน้ำหนักน้อยที่สุด
– สามารถจัดให้มีสถานีที่มีสภาพการแท้จริง เพื่อจัดการช่วยสอนแต่ละบุคคลหรือเพื่อความบันเทิง
– มีความสามารถในการคำนวณเพียงพอ เพื่อควบคุมยานสู้รบที่ไม่มีคนขับและยานขนส่งในเมืองใหญ่
– ความสามารถในการติดต่อสื่อสาร ซึ่งลดการเดินทางในการติดต่อธุรกิจ (รวมถึงการติดต่อไปยังที่ทำงาน)     ในยุคที่เชื้อเพลิงสำหรับการเดินทางมีราคาแพง

2. การแพทย์และสาธารณสุข จากการศึกษาวิจัยพบว่าพฤติกรรมระดับโมเลกุล ที่สเกลนาโนเมตรเป็นตัวควบคุมระบบของสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์ในสาขาวิชาชีววิทยา เคมี ฟิสิกส์ และคอมพิวเตอร์ได้ร่วมกันค้นคว้าวิจัย ทำให้เทคโนโลยีชีวภาพระดับนาโน (nanobiotechnology) มีความก้าวหน้าแบบก้าวกระโดด ความสำเร็จทางด้านการแพทย์และสาธารณะสุขมีมากกว่า 10 ปีที่ผ่านมา มีการสร้างหุ่นยนต์นาโนจากโปรตีนที่สามารถติดตามอาการผิดปกติของเซลล์ และใช้เครื่องมือดังกล่าวในการรักษาโรคในระดับเซลล์หรือโมเลกุล การใช้หุ่นยนต์นาโนในการป้องกันเชื้อโรค ซ่อมแซมผนังเซลล์ รักษาอาการไขมันอุดตันในเส้นเลือดหรือการสร้างหุ่นยนต์นาโนที่สามารถเคลื่อนที่ในกระแสเลือดเพื่อเข้าทำลายเชื้อโรคหรือเซลล์มะเร็งในร่างกายโดยที่ไม่ต้องมีการผ่าตัดที่เสี่ยงอันตราย นอกจากนั้นยังสามารถสร้างอวัยวะขึ้นมาทดแทนได้ง่ายขึ้น

นอกเหนือจากการรักษาโรคแล้ว นาโนเทคโนโลยียังมีการพัฒนา ดีเอ็นเอชิป (DNA chip) ซึ่งเป็นไมโครชิปชนิดหนึ่งที่ใช้ค้นหายีนของสิ่งมีชีวิต สร้างขึ้นมาโดยใช้กระบวนการที่ใกล้เคียงกับการสร้างไมโครชิปคอมพิวเตอร์   บนผิวของ ดีเอ็นเอชิป แต่ละแผ่นจะฉาบด้วย ดีเอ็นเอสังเคราะห์ที่เป็นสายเดียวและมีลักษณะเหมือนกับ ดีเอ็นเอ สภาพปกติ ดีเอ็นเอชิปนี้ใช้สำหรับวิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุกรรม ทำให้สามารถทำนายการเกิดโรคของบุคคลก่อนที่อาการของโรคจะปรากฏ นอกจากนั้นยังใช้เพื่อหาการตอบสนองต่อยาของผู้ป่วย เพื่อค้นหายีนที่อาจก่อ ให้เกิดโรคในอนาคต
ความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยีจะทำให้มีผลต่อการแพทย์และสาธารณสุขในด้านต่าง ๆ ดังนี้
– การรักษาโรคทำได้รวดเร็วขึ้น โดยประสิทธิภาพของ ดีเอ็นเอชิป
– รูปแบบการให้ยาแบบใหม่จะเพิ่มศักยภาพในการรักษา โดยการให้ยาในรูปแบบใหม่ สามารถส่งขาเข้าไปในร่างกายไปในบริเวณที่ในปัจจุบันยังไม่สามารถเข้าถึงได้
– มีการพัฒนาอวัยวะประดิษฐ์จากวัสดุที่สามารถอยู่ร่วมกับเนื้อเยื่อได้ทำให้มีความทนทานและไม่ถูกปฏิเสธหรือต่อต้านจากร่างกาย
– ระบบการรับรู้จะมีการตรวจจับเชื้อโรคที่ปรากฏขึ้นในร่างกายสิ่งมีชีวิต และเปลี่ยนจากการรักษาเยียวยามาเป็นการตรวจพบและป้องกันตั้งแต่เริ่มต้น

3. วัสดุและการผลิต
นาโนเทคโนโลยีเป็นรากฐานที่แท้จริงของการเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตของวัสดุและอุปกรณ์ในอนาคต รวมทั้งเซรามิก โลหะ พอลิเมอร์ และวัสดุผสม ความสามารถในการสังเคราะห์บล็อกวัสดุในระดับนาโนเมตรด้วยการควบคุมขนาดได้อย่างเที่ยงตรงแล้วนำมาประกอบเป็นโครงสร้างที่ใหญ่กว่าพร้อมกับสมบัติและฟังก์ชันพิเศษจะปฏิวัติอุตสาหกรรมการผลิตวัสดุ

ในปัจจุบันเราได้รับคำแนะนำแต่เพียงข้อดีของโครงสร้างนาโนเช่น เบากว่า แข็งแรงกว่า วัสดุสามารถโปรแกรมได้ ราคาถูก ช่วงอายุการใช้งานยาวขึ้น และอัตราการเสียหายน้อยกว่า อุปกรณ์ใหม่ ๆ มีพื้นฐานอยู่บนสถาปัตยกรรมและหลักการใหม่ และใช้การผลิตเชิงโมเลกุลหรือเป็นก้อน การผลิตเชิงโมเลกุลมีความได้เปรียบในด้านการประกอบที่ระดับนาโนสเกล
สำหรับวัตถุประสงค์ที่กำหนดไว้แล้ว โครงสร้างที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในธรรมชาติ สามารถพัฒนาขึ้นมาได้ รวมถึงความท้าทายทางด้านการสังเคราะห์วัสดุ โดยการออกแบบพัฒนาชีววัสดุ (bio-material) และวัสดุที่เกิดจากการกระตุ้นโดยสิ่งมีชีวิต พัฒนาทางด้านเทคนิค การผลิตในสเกลที่สามารถทำได้และราคาที่เหมาะสม และการหาสาเหตุของความล้มเหลวของวัสดุระดับนาโน ในการประยุกต์ใช้งานจะรวมถึง
– การผลิตรูปร่างตาข่ายของโลหะและเซรามิกโครงสร้างนาโน
– การปรับปรุงการพิมพ์โดยอนุภาคระดับนาโนเมตรซึ่งมีสมบัติดีที่สุดทั้งสีย้อมและเม็ดสี
– การชุบเคลือบระดับนาโนสำหรับการประยุกต์ใช้ในงาน เครื่องมือตัดขึ้นรูปโลหะอิเล็กทรอนิกส์ เคมี และโครงสร้าง
– การประกอบในระดับนาโนบนชิปที่มีความซับซ้อนและมีฟังก์ชันการทำงานระดับสูง

4. มนุษย์อวกาศและการสำรวจอวกาศ การส่งมนุษย์อวกาศและยานอวกาศสู่วงโคจรของโลก และการ     ตัดสินใจส่งยานอวกาศห่างไกลออกไปจากดวงอาทิตย์ (พลังงานที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ลดลง) เพื่อขยายภาระหน้าที่ เป็นสิ่งผลักดันให้มีการลดขนาดน้ำหนัก และการใช้พลังงานของน้ำหนักบรรทุกวัสดุโครงสร้างนาโนเป็นวัสดุที่สามารถทำให้มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง เป็นวัสดุที่เสถียรต่อความร้อน สำหรับใช้กับเครื่องยนต์จรวด
สถานีอวกาศ และสถานีสำรวจอวกาศพเนจร เป็นสถานที่ที่สภาพแวดล้อมมีแรงโน้มถ่วงน้อย และมีความดันสุญญากาศ อาจช่วยพัฒนาโครงสร้างนาโนและประกอบโครงสร้างนาโนที่ไม่สามารถทำบนโลกได้ ซึ่งอาจนำมาประยุกต์ใช้งานกับ
– คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานต่ำ แผ่รังสีน้อย น้อยมาก
– การพัฒนาเครื่องมือวัดนาโมสำหรับยานอวกาศไมโคร
– อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการบิน
– การเคลือบโครงสร้างนาโนเพื่อต้านทานความร้อนและการสึกหรอ

5. พลังงานและสิ่งแวดล้อม นาโนเทคโนโลยีมีศักยภาพที่ส่งผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพ การเก็บสะสม และการผลิตพลังงาน และนาโนเทคโนโลยียังสามารถใช้เพื่อคอยตรวจและแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมเช่น ปรับปรุงการควบคุมการปล่อยอากาศพิษจากแหล่งต่าง ๆได้ และพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนสะอาดขึ้นใหม่ ซึ่งจะลดการเกิดผลิตผลพลอยได้ที่ไม่ต้องการ ผลกระทบต่อการควบคุมอุตสาหกรรม และกระบวนการผลิตจะออกมาในรูปของการประหยัดพลังงาน และผลผลิตที่ออกมาจะไม่เป็นปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการใช้หุ่นยนต์นาโนและระบบอัจฉริยะสำหรับการจัดการกากนิวเคลียร์และสิ่งแวดล้อม
6. ความมั่นคงของชาติ ในอนาคตเมื่อการสร้างโครงสร้างนาโนเป็นผลสำเร็จ จะทำให้มีการเปลี่ยนแปลงในทางด้านการทหารในด้านต่าง ๆ ดังนี้
– ข้อมูลข่าวสารที่ถูกต้องรวดเร็วสำหรับของทัพจะขึ้นอยู่กับนาโนเทคโนโลยี
-อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากโครงสร้างนาโนจะทำให้สามารถจัดการฝึกทหารได้เสมือน
จริงและมีประสิทธิผล
-การลดกำลังทหารสามารถทำได้โดยการเพิ่มการใช้โครงสร้างนาโนในการสร้างหุ่นยนต์
และระบบอัตโนมัติ
-โครงสร้างนาโนจะช่วยเพิ่มสมรรถนะของยุทโธปกรณ์ ทำให้มีความแข็งแรงน้ำหนักเบา

7. การศึกษาและวิทยาศาสตร์ การศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี สำหรับนาโนเทคโนโลยีต้องการโครงสร้างที่ทำให้ง่าย และมีความก้าวหน้าของสาขาวิชา ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา คณิตศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ ในความก้าวหน้าของแต่ละสาขาวิชา ทั้งหมดต้องพิจารณาตัวเองพร้อม ๆ กันว่าพร้อมที่จะบรรจุเรื่องนาโนเทคโนโลยี หรือ โครงสร้างนาโนเข้าไปอย่างมีประสิทธิผล สิ่งนี้จะเปิดโอกาสให้มีความเกี่ยวเนื่องกันในการศึกษาวิชาฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา คณิตศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ และยังทำให้มีการเปลี่ยนแปลง
ห้องปฏิบัติการ บุคลากร และสิ่งอำนวยความสะดวกในมหาวิทยาลัยและในการศึกษาของอาชีพนักนาโนเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรม

สรุป
นาโนเทคโนโลยีเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการสร้างผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิดซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน นาโนเทคโนโลยีมีความสามารถในสร้างสรรค์สิ่งที่เป็นไปได้ในโลกจำนวนมากมายซึ่งจะถูกจำกัดด้วยความสามารถในการคิดและจินตนาการของมนุษย์เท่านั้น อย่างไรก็ตามสิ่งที่เราต้องพึงระลึกไว้ก็คือในการใช้นาโนเทคโนโลยีมีความเป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดทั้งการสร้างสรรค์และความเสี่ยง ปัญหาที่สำคัญคือจะลดความเสี่ยงให้น้อยที่สุดได้อย่างไร สิ่งนี้เป็นสิ่งที่ทำได้ค่อนข้างยาก
(ที่มา: http://www.ipst.ac.th/design/document/21st-century-technology.pdf)

ความก้าวหน้าด้านนาโนเทคโนโลยีในปัจจุบัน
นาโนเทคโนโลยีถือเป็นคลื่นลูกใหม่ต่อจากเทคโนโลยีชีวภาพ และจะเปลี่ยนโฉมหน้า ของวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดที่มนุษย์เคยรู้จักมา ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าเป็นอย่างมากและมีผลิตผล
จากนาโนเทคโนโลยีออกสู่ตลาดในเชิงพาณิชย์มากขึ้น
1. นาโนเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
นับตั้งแต่วงการอิเล็กทรอนิกส์ที่เริ่มมาจากการประดิษฐ์หลอดรังสีคาโธด (cathod rays tube) ของเซอร์ วิลเลียม ครุกส์ (Sir William Crooks) ในปี ค.ศ. 1875 อันนำไปสู่การค้นพบรังสีเอ็กซ์โดยเรินท์เกน (William C. Roentgen) ในปี ค.ศ. 1895 และการค้นพบอิเล็กตรอนโดยทอมสัน (Joseph Thomson) ในปี ค.ศ. 1897 จนถึงในปัจจุบันนี้มีเทคโนโลยีชั้นสูง (ไมโครเทคโนโลยี) ในการผลิตแผงวงจรรวมหรือไอซี โดยใช้ซิลิกอนซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำในการทำเป็นทรานซิสเตอร์ในการผลิตชิพ ซึ่งต้องการขั้นตอนที่อาศัยความแม่นยำและความสะอาดอย่างที่สุด รวมทั้งยังต้องการความร่วมมือของผู้เชี่ยวชาญหลายสาขา เช่น นักโลหะวิทยา วิศวกร นักเคมี และนักฟิสิกส์ แต่การสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์บน solid state semiconductor ขนาดของวงจรในชิพก็มีขนาดเพียง 0.18 ไมโครเมตร และมีความพยายามที่จะย่อขนาดวงจรลงไปที่ 0.10 ไมโครเมตร และต่อไปจนถึง 0.05ไมโครเมตร ซึ่งชิพดังกล่าวจะมีราคาแพงขึ้น
จากปัญหาดังกล่าวจึงนำไปสู่การสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยโมเลกุล (molecular electronics) และอุปกรณ์แต่ละตัวจะเป็นแบบอิเล็กตรอนเดียว (single electron devices) และโมเลกุลที่ใช้ต้องมีคุณสมบัติเป็นเรคติไฟเออร์ (rectifier) ซึ่งก็คือไดโอด อันเป็นอุปกรณ์พื้นฐาน ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั่นเอง อย่างไรก็ตามถึงแม้จะพบโมเลกุลที่มีคุณสมบัติเป็นเรคติไฟเออร์แล้วก็ตาม ในปัจจุบันก้ยังไม่สามารถต่อเรคติไฟเออร์ดังกล่าวเพื่อสร้างเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานอย่างสมบูรณ์ได้
นอกจากเรคติไฟเออร์แล้ว ทรานซิสเตอร์ก็เป็นหน่วยย่อยพื้นฐานหน่วยหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งโมเลกุลของสารอินทรีย์และโพลิเมอร์ชนิดที่นำไฟฟ้าได้แล้ว ยังมีโมเลกุลอีกประเภทหนึ่งที่กำลังเป็นที่สนใจอย่างมากในวงการนาโนอิเล็กทรอนิกส์ เรียกว่า ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotube) ได้แก่โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่ก่อรูปขึ้นมาเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายท่อ ที่นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่นชื่อ อิจิมา (Iijima) สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1991หลังการค้นพบฟูลเลอร์รีน (fullerrene) 6 ปี ซึ่งมีลักษณะเหมือนแผ่นกราไฟต์ที่ม้วนตัวจนเกิดเป็นท่อ จึงมีแถบการนำไฟฟ้า (conduction band) ที่สามารถนำอิเล็กตรอนได้ดี ในปัจจุบันแน่ใจแล้วว่าท่อนาโนสามารถนำมาทำเป็นสายไฟระดับโมเลกุลได้
จมูกอิเล็กทรอนิกส์ ที่ผลิตได้โดยบริษัท Nanosphere สำหรับตรวจหาเชื้อแอนแทรกซ์ ที่แม่นยำและรวดเร็วที่สุดในโลก โดยใช้เทคนิคการจับคู่สายเกลียว เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของนาโนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถนำมาใช้ได้จริงในปัจจุบัน โดยใช้คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลโพลิเมอร์ที่นำไฟฟ้าได้มาเป็นกลไกในการตรวจจับ เราอาจเรียกกลไกในการตรวจจับในลักษณะนี้ว่า neural net
2. วัสดุนาโน (Nanomaterials)
นักวัสดุศาสตร์ได้ให้ความสนใจศึกษาเกี่ยวกับการศึกษาคุณสมบัติของ fullerenes โมเลกุลที่มีโครงสร้างประกอบไปด้วยอะตอมของคาร์บอน ซึ่งมีการจัดเรียงตัวของอะตอมอย่างเป็นระเบียบและมีโครงสร้างอยู่ระหว่างโครงสร้างของเพชรและแกรไฟต์ในตระกูลของคาร์บอน
และเมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบโครงสร้างใหม่ของ fullerenes ที่มีลักษณะเป็นลูกบอลที่มีโครงสร้างเหมือนกรงปิดที่เป็นรูปทรงกลมซึ่งประกอบไปด้วย 60 อะตอมของคาร์บอนที่มีลักษณะสมมาตร(C60) ซึ่งเป็นการค้นพบการจัดเรียงตัวของคาร์บอนอะตอมแบบใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อน นอกจากนั้นนักวิจัยได้ทำการดัดแปลงโมเลกุลที่ค้นพบนั้นให้ขยายยาวออกไปเป็นโครงสร้างที่เป็นท่อเรียวเล็กได้สำเร็จและเรียกโครงสร้างนั้นว่า ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes ; C1,000,000)
ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotube) มีรูปร่างเป็นโครงตาข่ายของคาร์บอน ม้วนเชื่อมติดกันเป็นรูปทรงกระบอก และมีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียงไม่กี่นาโนเมตร ท่อนาโนคาร์บอน มีคุณสมบัติที่แข็งแรงและเหนียวกว่า เหล็กกล้า สามารถนำไฟฟ้า หรือ กลายเป็นฉนวน (ไม่นำไฟฟ้า)ได้ ขึ้นอยู่กับทิศทางของแนวการจัดเรียงตัวของอะตอมคาร์บอนบนผนังท่อนาโนคาร์บอน สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง เช่น ใช้เป็นสายไฟจิ๋วในเครื่องใช้ไฟฟ้า (nanoelectronics) ใช้ทอเป็นเส้นใยที่ มีความละเอียดสูงและทนทานกว่าไทเทเนียม หรือผลิตเป็น แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานนานนับสิบปี นอกจากนี้ยังมีความแข็งแรงและมีน้ำหนักเบา เป็นต้น
โครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน มีโครงสร้างเป็นแบบโมเลกุลเดี่ยวที่มีลักษณะเป็นแถวยาวของคาร์บอนเรียงตัวกันเป็นแนวยาวนับล้านๆเท่าของขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อคาร์บอน โครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes) จะโค้งตัวม้วนเป็นแกนจากด้านหนึ่งไปบรรจบอีกด้านหนึ่ง ซึ่งนักเคมีมีแนวความคิดว่าท่อนาโนคาร์บอนนี้มีลักษณะเป็น monoelemental polymer (โพลิเมอร์ที่ประกอบไปด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว ซึ่งแตกต่างจากโพลิเมอร์ที่พบโดยทั่วไปที่จะพบอะตอมของธาตุอื่นด้วย)
จากการทดลองและการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่า ท่อกลวงนี้มีความสามารถในการยืดหยุ่นเป็นพิเศษ มีความแข็งและมีคุณสมบัติที่ไม่ธรรมดาอีกหลายประการ ตัวอย่างเช่น สามารถหดกลับจากรูปหนึ่งไปสู่อีกรูปหนึ่งอย่างฉับพลันและสามารถสร้างเป็นเชือกที่มีความแข็งแรงมากเป็นพิเศษ นอกจากนั้นท่อนาโนคาร์บอนยังมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าจึงทำให้มีการทดลองสร้างเป็น สายโลหะนาโน (Nanowires) และตัวนำไฟฟ้าในขนาดนาโนสเกล (Nanoscale transistors) และในปัจจุบันท่อนาโนคาร์บอนสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานจริงและประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าการผลิตโมเลกุลที่เป็นสายโลหะขนาดเล็กจะเป็นเรื่องน่าท้าทายก็ตามอนึ่งถึงแม้ว่ามีการค้นพบท่อนาโนคาร์บอนมากว่า 30 ปี โดยบริษัท NEC ของญี่ปุ่นแต่ท่อนาโนคาร์บอนที่ค้นพบในขณะนั้นก็ยังไม่สามารถนำมาใช้ได้จริง

 

 

ท่อนาโนคาร์บอนที่พบโดย NEC Fullerenes หรือบักกี้บอล คาร์บอนที่โครงสร้างเป็นรูปลูกบอล
สินค้านาโนเทคโนโลยีที่ผลิตได้ในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน มีอยู่หลายรายการด้วยกัน เช่น สกี แวกซ์ ของ Nanogate คุณภาพสูงที่ช่วยให้สกีและเลื่อนนำแข็งลื่นไหลได้ดีและมีความแข็งแรง แจ๊กเก็ตสกีชนิดพิเศษที่ผลิตด้วยเส้นใยนาโน Franz Ziener GmbH & Co. มีคุณสมบัติกันลม กันน้ำ และกันคราบสิ่งสกปรกต่างๆ เสื้อผ้าไร้รอยยับและป้องกันรอยเปื้อนคราบสิ่งสกปรก กล้องดิจิตอลจอภาพ OLED (Organic light-emitting diodes) ของโกดักซึ่งแสดงภาพได้สว่างและคมชัดกว่าจอภาพ LCD (Liquid Crystals) แว่นกันแดดของบริษัท Nanofilm ที่ใช้โพลิเมอร์ชนิดบางพิเศษเคลือบ ลดการสะท้อนแสง ป้องกันรอยขีดข่วน และคราบสกปรกต่างๆ แร็กเก็ตที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอน ผสมกับกราไฟต์ ของบริษัท Baborat ที่มีคุณสมบัติแข็งกว่าเหล็ก 100 เท่า แต่มีน้ำหนักเพียง 1 ใน 6 ทำให้การตีลูกมีพลังมากขึ้น ลดการเกร็งของกล้ามเนื้อ และลูกเทนนิสไฮเทคของบริษัท InMat ที่ใช้เทคนิคการผลิตแบบ Air D-Fense สามารถใช้งานได้ถึง 4 สัปดาห์
3. นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ (nanobiotechnology)
นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ หรือเทคโนโลยีชีวภาพซูเปอร์จิ๋ว เป็นวิทยาการแขนงใหม่ที่อาศัยความรู้ชั้นสูงของวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เช่น ชีวเคมี ร่วมกับความรู้ด้านวิศวกรรมศาสตร์สาขาหุ่นยนต์หรือเครื่องจักรกล ซึ่งคาดได้ว่าจะเป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์ในอนาคต
จากโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตทำให้เราทราบว่าการทำงานของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นตั้งแต่ระดับเซลล์หรือระดับที่เล็กลงไป ดังนั้นความเจ็บป่วยที่เกิดขึ้นแต่ละครั้งก็อาจเนื่องมาจากความผิดปกติที่เกิดขึ้นในโมเลกุลที่เป็นองค์ประกอบของเซลล์ เช่น ดีเอ็นเอ โปรตีน เอนไซม์ หรือความผิดปกติที่เกิดจากการทำงานของเซลล์หรือส่วนประกอบหนึ่งภายในเซลล์ เป้าหมายหนึ่งของการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพซูเปอร์จิ๋ว คือการสร้างเครื่องมือขนาดจิ๋วที่สามารถแทรกตัวเข้าไปภายในเซลล์เพื่อติดตามว่าเกิดความผิดปกติขึ้นที่จุดใดและทำการแก้ไขซ่อมแซม
ในอนาคตการรักษาผู้ป่วยที่เป็นไข้หวัดด้วยการฉีดเซลล์ประดิษฐ์ขนาดจิ๋วที่เรียกว่า นาโนดีคอย (nanodecoy)  ที่มีโมเลกุลของรีเซพเตอร์นับล้านโมเลกุลเกาะอยู่บนผิว ไว้สำหรับดักจับไวรัสไข้หวัด ทำให้เชื้อไวรัสมีปริมาณลดลงหรือถูกกำจัดในที่สุด แทนที่จะคิดค้นยารักษาหรือยับยั้งการแพร่ระบาดของไวรัสซึ่งทำได้ยากกว่า รวมทั้งยังอาจทำให้เกิดการดื้อยาและมีการกลายพันธุ์เกิดไวรัสสายพันธุ์ใหม่ แต่ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดในการใช้นาโนดีคอย   ก็คือ จะต้องทำให้ร่างกายไม่ปฏิเสธหรือต่อต้านนาโนดีคอยว่าเป็นสิ่งแปลกปลอม
ส่วนประโยชน์ที่ได้จาก nanobiotechnology ที่เห็นได้ชัดเจนและคาดว่าจะมีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตเป็นอย่างมาก คงได้แก่เทคโนโลยีทางการแพทย์และยา เช่น การทำวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (tissue engineering) เพื่อสร้างอวัยวะ (เนื้อเยื่อหรือกระดูก) ขึ้นมาทดแทน อวัยวะส่วนที่เสื่อมสภาพไป การผลิตยาที่สามารถทำการรักษาเฉพาะจุด (drug target) เพื่อลดปัญหาการดื้อยา และผลข้างเคียงของยา การผลิต biosensor ที่สามารถวัดปริมาณสารต่างๆ ในเลือด ในปัสสาวะ หรือในสภาพแวดล้อมได้อย่างฉับไว หรือการผลิต “ดีเอ็นเอชิพ” ซึ่งจะใช้ร่วมกับข้อมูลชีวสารสนเทศ (bioinformatics) เพื่อตรวจหายีนที่ผิดปกติซึ่งอาจก่อให้เกิดโรคในอนาคต หรือเพื่อใช้เป็นข้อมูลพันธุกรรมพื้นฐานส่วนบุคคลในการรักษาพยาบาลยามเจ็บไข้ได้ป่วย ซึ่งแพทย์จะสามารถสั่งยาที่ตอบสนองต่อร่างกายของผู้ป่วยได้อย่างถูกต้อง และมีประสิทธิภาพ
สำหรับการตรวจวินิจฉัยโรคในปัจจุบันเราต้องไปตรวจร่างกายที่โรงพยาบาล และจะโดนเจาะเลือดด้วยเข็มฉีดยาใส่ในหลอดแก้วและนำไปตรวจในห้องแล็บ รอประมาณ 2-3 ชั่วโมงจึงจะ รู้ผลการตรวจเบื้องต้น ถ้าตรวจละเอียดก็ต้องมารอฟังผลในวันถัดไป แต่ในอนาคตอันใกล้ เลือดเพียงหยดเดียวหรือน้อยกว่านั้น เมื่อหยดลง
บนแผ่นชิพหน้าตาคล้ายแผ่นแก้วสไลด์ ก็สามารถตรวจความผิดปกติในร่างกายได้ในเวลาไม่กี่นาที นั่นคือเทคโนโลยีที่เรียกว่า ห้องปฏิบัติการบนชิพ (lab-on-a-chip) หรือชิพตรวจโรค เป็นชิพที่ย่อส่วนการทำงานใน  ห้องแล็บเอาไว้บนชิพ
ห้องปฏิบัติการบนชิพ เป็นเทคโนโลยีที่เกิดจากการผสมผสานความรู้ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ เคมี ชีววิทยา และกลศาสตร์เข้าด้วยกัน ถือว่าเป็นสาขาหนึ่งของเทคโนโลยีระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาคที่เน้นทางด้านชีวเคมี   เรียกว่า ไบโอเมมส์ (BioMEMS) และมีความเกี่ยวข้องกับนาโนไบโอเทคโนโลยีอีกด้วย เนื่องจากปริมาณสิ่งที่   ใช้ทดสอบหา เช่น เลือด น้ำลาย บนชิพเหล่านี้นั้นใช้ในระดับน้อยกว่านาโนลิตร หรือหนึ่งในพันล้านของลิตร       กับเทคโนโลยีระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาค หรือเครื่องกลจิ๋วนี้เองทำให้สามารถสร้างท่อที่มีขนาดจิ๋ว เล็กจิ๋ว      ยิ่งกว่าเส้นผมเสียอีก
ท่อเหล่านี้ก็ทำหน้าที่เหมือนท่อหรือหลอดทดลองในห้องแล็บ สามารถออกแบบให้ชิพซึ่งประกอบด้วยปั๊มจิ๋ว ท่อจิ๋ว และเซ็นเซอร์ทางชีวภาพที่สามารถตรวจวัดผลจากการทำปฏิกิริยาบนชิพในทันที ให้สามารถตรวจหาเชื้อโรคหรือตรวจวัดโรคที่มีอยู่ในทันที ทำให้สามารถนำไปใช้ตรวจนอกสถานที่หรือที่บ้านเองได้ เป็นชิพสามัญประจำบ้านได้เลย เรียกว่า การตรวจแบบ พอยท์ ออฟ แคร์ (point of care diagnostics)
ผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ ในส่วนของเครื่องสำอางนาโน ได้เริ่มมีการวางจำหน่ายแล้วเช่น ครีมบำรุงผิวพรรณที่สามารถแทรกซึมเข้าไปในผิวหนังได้ลึกยิ่งขึ้นเพื่อต่อต้านริ้วรอย Plenitude Revita-lift ของ L’Oreal Paris ใช้เทคนิคในการบรรจุวิตามินไว้ในแคปซูลอณูเล็กจิ๋ว แคปซูลนี้จะทำหน้าที่เป็นเหมือนฟองน้ำที่ซับเอาครีมไว้และจะปล่อยออกมาเมื่อชั้นแคปซูลภายนอกละลายภายใต้ผิวหนัง และครีมป้องกันแดด nanocrystalline (Nucelle Sunsense SPF 30) มีส่วนประกอบสำคัญได้แก่ (Z-COTE) ซึ่งสามารถป้องกันได้ทั้งรังสี UVA และUVB ได้อย่างมีประสิทธิภาพและไม่ทำให้เกิดอาการแพ้

Dip-Innovation © 2016 Frontier Theme