นาโนเทคโนโลยี  นาโนเทคโนโลยียุคอนาคต
 
 
 
 
          คอมพิวเตอร์นาโนเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีระดับนาโนในการผลิต  ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีแนวโน้มที่จะทวีความสำคัญและได้รับการกล่าวถึงมากขึ้นเรื่อยๆ  เพราะว่าจากการพัฒนาและความก้าวหน้าทางด้านนาโนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถจะผลิต  และสร้างชิ้นส่วนสำหรับประกอบเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดเล็กลงได้อีกมาก (จนถึงระดับนาโนเมตรเลยทีเดียว)  และสามารถนำมาประกอบกันและผลิตเป็นคอมพิวเตอร์นาโนได้ ซึ่งในอนาคตอาจจะทำให้เราได้มีโอกาสใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลง มีน้ำหนักเบา พกพาได้สะดวก และมีสมรรถนะในการใช้งานที่สูงขึ้นอย่างมากอีกด้วย  ที่สำคัญสามารถที่จะนำมาใช้งานเฉพาะทาง  และประยุกต์ใช้สำหรับงานทั่วไปได้อย่างหลากหลายมากขึ้น
 
ตัวอย่างแนวคิดเกี่ยวกับการสร้างเกทพื้นฐานเชิงตรรกะ (logic gate) ที่ประกอบไปด้วยอะตอมเพียงไม่กี่อะตอมภายในระบบของคอมพิวเตอร์นาโน
 
          เมื่อพิจารณาสถานการณ์ในปัจจุบันของเทคโนโลยีทางด้านคอมพิวเตอร์แล้ว สามารถจะคาดการแนวโน้มของการพัฒนารูปแบบคอมพิวเตอร์นาโนที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้  โดยแบ่งออกเป็น 4 ประเภทตามลักษณะการใช้งานดังต่อไปนี้
 
 

          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่มีกรรมวิธีในการสร้างคล้ายกับคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ในปัจจุบันนี้ ซึ่งทำงานได้โดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจำนวนมากผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ แต่สำหรับคอมพิวเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์จะแตกต่างกับคอมพิวเตอร์โดยปกติ ตรงที่จะใช้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวหรือจำนวนน้อย ๆ (ด้วยสถานะทางควอนตัม) ไหลผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโน  เพื่อให้คอมพิวเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำงานได้ 

 
ตัวอย่างของคอมพิวเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ที่อาจจะเกิดขึ้น
 
 

          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่ทำงานโดยอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีของการสร้าง หรือการสลายพันธะทางเคมีหรือชีวเคมีเป็นตัวดำเนินการในการจัดเก็บข้อมูลและส่งผ่านข้อมูล  และคอมพิวเตอร์นาโนนี้สามารถดำเนินการเชิงตรรกะได้  จากการปรับเปลี่ยนการจัดเรียงตัวของโครงสร้างโมเลกุลและโครงสร้างทางเคมีของสารต่างๆ หรือจากการวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารต่างๆ ที่ทำปฏิกิริยาต่อกัน ตัวอย่างของคอมพิวเตอร์นาโนที่อาศัยโครงสร้างของชีวโมเลกุล/โครงสร้างโมเลกุลทางเคมีที่อาจจะเกิดขึ้นนี้ ได้แก่ คอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอ (DNA computer) ที่อาจจะใช้โปรตีนเป็นเสมือนฮาร์ดแวร์ และใช้ลำดับเบสของสายดีเอ็นเอเป็นเสมือนซอฟแวร์  เป็นต้น

 
ตัวอย่างคอมพิวเตอร์นาโนดีเอ็นเอที่อาจจะนำมาใช้งานทางด้านชีวเคมีหรือเคมีในอนาคต
 
 

          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่ทำงานเชิงตรรกะ ได้โดยอาศัยการทำงานร่วมกันของเครื่องกลขนาดเล็กระดับโมเลกุล ที่ทำหน้าที่ประสานร่วมกันระหว่างเฟือง เพลา เกียร์ ลูกปืนลดแรงเสียดทาน และอุปกรณ์เชิงกลต่างๆ ที่มีขนาดระดับนาโนเมตรทั้งสิ้น ซึ่งโดยส่วนมากจะใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นโครงสร้างหลักในการผลิตอุปกรณ์เชิงกลเหล่านี้ (เพราะในปัจจุบันมีการนำท่อนาโนคาร์บอนมาใช้ในงานเชิงกลแล้วอย่างหลากหลาย)  แต่อย่างไรก็ตามสำหรับคอมพิวเตอร์นาโนเชิงกลนี้ ยังเป็นเรื่องที่จะต้องใช้การศึกษาและพัฒนาอีกเป็นอย่างมากกว่าจะสามารถผลิตขึ้นมาและนำมาใช้งานได้จริง (ก็คือกว่าจะสามารถสร้างหรือผลิตอุปกรณ์เชิงกลต่างๆ ที่มีขนาดระดับนาโนเมตรได้จริงนั่นเอง)

ตัวอย่างการออกแบบลูกปืนลดแรงเสียดทานระดับนาโนที่จะนำมาใช้งานในการสร้างเป็นคอมพิวเตอร์นาโนเชิงกล
 
 
          เป็นคอมพิวเตอร์นาโนที่สามารถประมวลผลหรือทำงานเชิงตรรกะได้ โดยอาศัยสถานะทางควอนตัมของอะตอมของอนุภาคภายในอะตอม (subatom) โดยมีหน่วยพื้นฐานในการส่งผ่านข้อมูลที่เล็กที่สุดที่เรียกว่าคิวบิต (qubit) ซึ่งถูกควบคุมด้วยคุณสมบัติเชิงแม่เหล็กของอะตอมแต่ละอะตอมในแต่ละช่วงเวลา โดยในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถสังเคราะห์โมเลกุลของสารอินทรีย์บางชนิด ให้เป็นตัวกำหนดคิวบิตของคอมพิวเตอร์นาโนเชิงควอนตัมอย่างง่ายได้แล้ว ทำให้ความหวังในการพัฒนาคอมพิวเตอร์นาโนเชิงควอนตัมนี้  ไม่ไกลจากความเป็นจริงในการที่จะสามารถสร้างและนำมาใช้งานได้มากนัก
 
โครงร่างพิมพ์เขียวของคอมพิวเตอร์ควอนตัมซิลิกอน (siligon quantum computer )  ที่ถูกออกแบบและกำลังจะพัฒนานำไปใช้ในการสร้างคอมพิวเตอร์นาโนระดับควอนตัม
 
 
 
 
          แนวคิดที่สำคัญที่ท้าทายความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งเกี่ยวกับจักรกลในการผลิต หรือจักรกลที่สามารถจัดการได้ในระดับนาโนนั้น คือ โรงงานนาโน (nanofactory) ที่อาจจะเป็นโรงงานนาโนแบบตั้งโต๊ะ (desktop-scale nanofactory) ที่เราสามารถที่จะใช้เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ในการจัดการระดับนาโนได้อย่างง่ายดาย และมีความสะดวกสบายในการผลิตอย่างมาก  โดยโรงงานนาโนแบบตั้งโต๊ะนี้จะประกอบไปด้วยเครื่องจักรกล ที่สามารถทำงานและจัดการผ่านกระบวนการทางเคมีต่างๆ ที่ถูกย่อส่วนให้เล็กลง การคำนวณ และการดำเนินการผ่านระบบอัจฉริยะที่ถูกโปรแกรมขึ้นมาโดยเฉพาะ  ซึ่งโรงงานนาโนนี้สามารถที่สร้างหรือผลิตโครงสร้างระดับนาโน หรือวัสดุระดับนาโนได้อย่างรวดเร็ว สามารถใช้งานได้อย่างหลากหลาย มีความสะอาด  และปลอดภัย  ปราศจากสิ่งปลอมปน อีกทั้งมีต้นทุนในการผลิตต่ำ โดยสามารถผลิตโครงสร้างระดับนาโนได้โดยตรงด้วยการใช้ต้นแบบเป็นพิมพ์เขียวสำหรับการผลิต ทำให้เราสามารถที่จะผลิตผลผลิตหรือวัสดุระดับนาโนได้ในจำนวนที่มาก และมีคุณภาพสูง แต่มีราคาที่ไม่แพงได้
 
ตัวอย่างแนวคิดโรงงานนาโนแบบตั้งโต๊ะ (desktop-scale nanofactory)  ที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต
 
          และด้วยความเจริญก้าวหน้าและการพัฒนาทางด้านนาโนเทคโนโลยีที่เพิ่มขึ้นทุกวัน ในวันข้างหน้ามนุษย์อาจจะสามารถสร้างโรงงานนาโนที่สามารถจะผลิตโรงงานนาโนที่เหมือนกันขึ้นมาได้ (ก็คือการจำลองตัวเองได้นั่นเอง) ด้วยต้นทุนที่ต่ำ  และอัตรากำลังในการผลิตที่สูงอย่างมีประสิทธิภาพ  ทำให้เกิดระบบการผลิตระดับนาโนที่ดีมากยิ่งขึ้น ซึ่งก็คือโรงงานที่สามารถผลิตโรงงานได้อย่างรวดเร็ว ต้นทุนต่ำ และปราศจากสิ่งแปลกปลอม ซึ่งอาจจะกล่าวได้ว่าเป็นยุคแห่งการปฏิวัติเทคโนโลยีระดับนาโนที่สุดแล้วก็เป็นได้
 

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

  บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3   

เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL 

พจนานุกรมภาพต่างๆ  ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

 

การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

 1. ไฟฟ้าสถิต   2.  สนามไฟฟ้า   3. ความกว้างของสายฟ้า 

4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 

5. ศักย์ไฟฟ้า   6. กระแสไฟฟ้า  7. สนามแม่เหล็ก   8.การเหนี่ยวนำ

9. ไฟฟ้ากระแสสลับ   10. ทรานซิสเตอร์  11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม   

15. โครงสร้างของอะตอม   16. นิวเคลียร์   

17. การสอนไฟฟ้าแม่เหล็กของมหาวิทยาลัยรังสิต

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์