Graphene

เทคโนโลยีปริทรรศน์ : ‘กราฟีน’ป้องกันประเทศ

กราฟีน (Graphene) วัสดุคาร์บอนที่มีโครงสร้างแบบ 2 มิติ เพิ่งค้นพบเมื่อปี 2547 และได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2553 ได้ปฎิวัติวงการวัสดุศาสตร์แบบไม่เคยมีวัสดุใดทำได้มาก่อนหลังจากการค้นพบพลาสติก กราฟีนถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากคุณสมบัติอันพิเศษสุด เช่น มีความแข็งแรงกว่าเหล็กกล้าถึง 200 เท่า นำไฟฟ้าได้ดีกว่าซิลิกอนและนำความร้อนได้ดีกว่าโลหะใดๆ ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ การบินและพลังงาน เป็นต้น อีกอุตสาหกรรมหนึ่งที่กราฟีนกำลังจะเข้ามามีบทบาทต่อวัสดุที่ใช้ ได้แก่ อุตสาหกรรมป้องกันประเทศ (Defense Industry) ซึ่งหมายรวมถึงการใช้งานทางทหารและพลเรือนเพื่อความมั่นคงของประเทศ

            ประเทศไทยมีแผนแม่บทอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ พ.ศ. 2558-2563 หรือเป็น New-S Curve ที่ 11 ของประเทศ เป็นแนวทางหลักในการพัฒนาอุตฯ นี้โดยมียุทธศาสตร์ต่างๆ ได้แก่การสนับสนุนภารกิจกองทัพให้ผลิตอาวุธยุทโธปกรณ์รายการที่จำเป็น การพัฒนาคุณภาพและมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตฯป้องกันประเทศ การสนับสนุนปัจจัยที่เอื้อต่อการประกอบกิจการอุตฯป้องกันประเทศ ได้แก่ นโยบายรัฐบาล มาตรการจูงใจ การร่วมทุน E-Government การปรับปรุง กฎ ระเบียบและการพัฒนาบุคลากร การส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาต้นแบบ การนำงานวิจัยสู่สายการผลิตและการรับรองทรัพย์สินทางปัญญา/มาตรฐานผลิตภัณฑ์ เพื่อสร้างและพัฒนากิจการอุตฯ ป้องกันประเทศให้เติบโตและแข่งขันได้

            ดังนั้น เริ่มมีการวิจัยวัสดุใหม่ๆ ที่นำมาทดแทนวัสดุที่มีราคาแพง น้ำหนักมากและไม่แข็งแรงทนทาน กราฟีนจึงเข้ามามีบทบาทในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุโครงสร้างต่างๆ เช่น วัสดุตัวถังเครื่องบินเพื่อทำให้น้ำหนักเบาและแข็งแรง ตัวถังรถหุ้มเกราะเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและต้านทานแรงระเบิดหรือกันกระสุน เสื้อเกราะก็นำกราฟีนมาใช้ผลิตเกราะกันกระสุนเพื่อทำให้บางลงและมีน้ำหนักเบา เนื่องจากกราฟีนสามารถดูดซับแรงกระแทกได้ดีกว่าวัสดุ Kevlar ที่นิยมใช้ในปัจจุบันมากถึง 2 เท่าตัว

            องค์กรป้องกันประเทศแห่งสหภาพยุโรป (European Defense Agency หรือ EDA) ก็ได้ประชุมกันในปีที่ผ่านมาเพื่อมองหาการนำวัสดุกราฟีนไปใช้ประโยชน์ในอุตฯ ป้องกันประเทศ ทำให้พบว่ามีการนำกราฟีนมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เช่น กราฟีนเคลือบบนผิวเครื่องบินขับไล่ ทำให้เรดาร์มองไม่เห็นหรือใช้ในเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิติดบนหมวกทหาร เพื่อมองเห็นในเวลากลางคืน มีการนำกราฟีนมาเพิ่มประสิทธิภาพความจุของแบตเตอรี่แต่น้ำหนักเบาลง กราฟีนเคลือบบนชุดทหารเพื่อช่วยระบายความร้อน สวมใส่สบายมากขึ้น กราฟีนผสมในพลาสติกเพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นส่วนประกอบในเครื่องบินไร้คนขับ กราฟีนมาเคลือบบนผิวโลหะของเรือรบเพื่อลดการกัดกร่อนจากน้ำทะเล แสงแดดและความชื้น

            ประเทศไทยเรามีการจัดตั้งศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ สังกัดสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และมีการนำเทคโนโลยีกราฟีนมาใช้เพื่อการป้องกันประเทศในกองทัพไทย ต่อไปไทยอาจจะเป็นผู้ส่งออกอาวุธและยุทโธปกรณ์ทางทหารที่ทันสมัยจากกราฟีนไปขายทั่วโลกก็เป็นไปได้

บทความโดย : ดร. อดิสร เตือนตรานนท์

ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ สวทช., สมาคมวิจัยวัสดุประเทศไทย