นักวิจัยจาก University of Miami ร่วมกับ Universities of Tokyo และ Tohoku ในการพัฒนาแบตเตอรีชนิดใหม่ที่เรียกว่า "spin battery" ขึ้นมา ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่อัดประจุไฟฟ้าหรือ ชาร์จได้จากให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าขนาด ใหญ่ไปยังแม่เหล็กที่มีขนาดระดับนาโนในอุปกรณ์ที่เรียกว่า magnetic tunnel junction (MTJ)
เทคโนโลยีใหม่นี้เป็นความก้าวหน้าอีกขั้น หนึ่งในการสร้าง hard drive ของคอมพิวเตอร์ ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ส่งผลให้เกิดการทำงานที่รวดเร็วมากขึ้น ราคาถูกลงและใช้พลังงานน้อยลงกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ในอนาคตอันใกล้ แบตเตอรีชนิดนี้อาจจะถูกนำมาเป็นแหล่งพลังงานในรถยนต์ด้วย
งานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ออนไลน์และตี พิมพ์ลงในวารสาร Nature ที่มีชื่อเสียงมาก
อุปกรณ์นี้ถูกคิดค้นโดย Stewart E. Barnes นักฟิสิกส์จาก University of Miami และทีมวิจัยของเขา โดยอุปกรณ์ดังกล่าว สามารถเก็บสะสมพลังงานในแม่เหล็กได้ดีกว่าจากการใช้ ปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรีทั่วไป
หลักการคล้ายการหมุนรถของเล่น spin battery นี้จะเกิดการหมุนตัวเองเมื่อมีการปล่อยสนามแม่เหล็กเข้าไป โดยไม่มีปฏิกิริยาเคมีมาเกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีศักยภาพดีที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ทีมวิจัยคาดหวังกับผลลัพธ์ที่ได้มาก แต่เครื่องมือนี้กว่าจะสามารถผลิตความต่างศักย์ไฟฟ้า ได้สูงหลายร้อยเท่าต้อง ใช้เวลาสูงถึง 10 นาที มากกว่าเวลามิลลิวินาทีที่คาดกันไว้ ซึ่งผลที่เกิดขึ้นนั้นสวนทางกับความน่าจะเป็นที่คิดไว้ และยังต้องมีการศึกษา เพื่อให้เกิดความเข้าใจในทฤษฎีนี้เพิ่มขึ้นว่าเกิดอะไร ขึ้น
ความลับเบื้องหลังเทคโนโลยีนี้คือการใช้แม่ เหล็กนาโนเพื่อเหนี่ยวนำแรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้า ซึ่งใช้หลักการเดียวกับแบตเตอรีทั่วไปยกเว้นการมีรูปแบบที่แน่นอนมากกว่า
พลังงานที่สะสมในแบตเตอรีทั่วไปทำให้นำไปใช้ กับอุปกรณ์ เช่น iPod หรือรถยนต์ไฟฟ้า อยู่ในรูปของพลังงานเคมี เมื่อมีการเปิดเครื่องหรือกดสวิตช์ จะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นและมีการ สร้างกระแสไฟฟ้า แต่เทคโนโลยีใหม่นี้ จะทำการเปลี่ยนพลังงานแม่เหล็กไปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดย ตรง โดยกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในกระบวนการนี้เรียกว่า spin polarized current และเทคโนโลยีนี้เรียกว่า "spintronics”
การค้นพบนี้ช่วยสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับการ ทำงานของแม่เหล็กได้ถ่องแท้ยิ่งขึ้น และการนำไปใช้ในการสร้างอุปกรณ์ MTJs เพื่อประกอบเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบอิเลกทรอนิกซึ่งจะมีการทำงานต่างไปจาก ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในปัจจุบัน
ถึงแม้ว่าอุปกรณ์จริงจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์ กลางพอๆ กับเส้นผมคนเราและไม่สามารถให้พลังงานต่อ LED (light-emitting diode—แหล่งกำเนิดแสงที่ใช้ในอุปกรณ์อิเลกทรอนิก) ได้ พลังงานที่สะสมช่วยให้รถยนต์สามารถวิ่งได้ เป็นระยะหลายไมล์เลยทีเดียว และอาจจะเพิ่มศักยภาพได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด
มีอุปกรณ์หลายชนิดที่มีแม่เหล็กซ่อนอยู่ เช่น โทรศัพท์มือถือ รถยนต์ หรือในตู้เย็นก็ตาม ซึ่งเทคโนโลยีล่าสุดช่วยให้เราเข้าใจการทำงานของแม่เหล็กมากขึ้น และอาจนำไปสู่การพัฒนาเครื่องจักรในอนาคต ที่ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มพลังงานให้มากขึ้น
จากรูปด้านล่าง
ภาพบนสุดคือภาพกราฟฟิกที่แสดงโครงสร้างของ อุปกรณ์นี้ โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหยาบๆ ประมาณเส้นผม
ภาพล่างเป็นภาพขยายบริเวณส่วนกลางของอุปกรณ์นี้ โดยจุดสีขาวแสดงขนาดอะตอม และวงกลมสีขาวคือแม่เหล็กนาโน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของแบตเตอรีชนิดนี้
ที่มา: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090311162807.htm
เทคโนโลยีใหม่นี้เป็นความก้าวหน้าอีกขั้น หนึ่งในการสร้าง hard drive ของคอมพิวเตอร์ ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ส่งผลให้เกิดการทำงานที่รวดเร็วมากขึ้น ราคาถูกลงและใช้พลังงานน้อยลงกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ในอนาคตอันใกล้ แบตเตอรีชนิดนี้อาจจะถูกนำมาเป็นแหล่งพลังงานในรถยนต์ด้วย
งานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ออนไลน์และตี พิมพ์ลงในวารสาร Nature ที่มีชื่อเสียงมาก
อุปกรณ์นี้ถูกคิดค้นโดย Stewart E. Barnes นักฟิสิกส์จาก University of Miami และทีมวิจัยของเขา โดยอุปกรณ์ดังกล่าว สามารถเก็บสะสมพลังงานในแม่เหล็กได้ดีกว่าจากการใช้ ปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรีทั่วไป
หลักการคล้ายการหมุนรถของเล่น spin battery นี้จะเกิดการหมุนตัวเองเมื่อมีการปล่อยสนามแม่เหล็กเข้าไป โดยไม่มีปฏิกิริยาเคมีมาเกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีศักยภาพดีที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ทีมวิจัยคาดหวังกับผลลัพธ์ที่ได้มาก แต่เครื่องมือนี้กว่าจะสามารถผลิตความต่างศักย์ไฟฟ้า ได้สูงหลายร้อยเท่าต้อง ใช้เวลาสูงถึง 10 นาที มากกว่าเวลามิลลิวินาทีที่คาดกันไว้ ซึ่งผลที่เกิดขึ้นนั้นสวนทางกับความน่าจะเป็นที่คิดไว้ และยังต้องมีการศึกษา เพื่อให้เกิดความเข้าใจในทฤษฎีนี้เพิ่มขึ้นว่าเกิดอะไร ขึ้น
ความลับเบื้องหลังเทคโนโลยีนี้คือการใช้แม่ เหล็กนาโนเพื่อเหนี่ยวนำแรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้า ซึ่งใช้หลักการเดียวกับแบตเตอรีทั่วไปยกเว้นการมีรูปแบบที่แน่นอนมากกว่า
พลังงานที่สะสมในแบตเตอรีทั่วไปทำให้นำไปใช้ กับอุปกรณ์ เช่น iPod หรือรถยนต์ไฟฟ้า อยู่ในรูปของพลังงานเคมี เมื่อมีการเปิดเครื่องหรือกดสวิตช์ จะทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นและมีการ สร้างกระแสไฟฟ้า แต่เทคโนโลยีใหม่นี้ จะทำการเปลี่ยนพลังงานแม่เหล็กไปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดย ตรง โดยกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในกระบวนการนี้เรียกว่า spin polarized current และเทคโนโลยีนี้เรียกว่า "spintronics”
การค้นพบนี้ช่วยสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับการ ทำงานของแม่เหล็กได้ถ่องแท้ยิ่งขึ้น และการนำไปใช้ในการสร้างอุปกรณ์ MTJs เพื่อประกอบเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบอิเลกทรอนิกซึ่งจะมีการทำงานต่างไปจาก ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในปัจจุบัน
ถึงแม้ว่าอุปกรณ์จริงจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์ กลางพอๆ กับเส้นผมคนเราและไม่สามารถให้พลังงานต่อ LED (light-emitting diode—แหล่งกำเนิดแสงที่ใช้ในอุปกรณ์อิเลกทรอนิก) ได้ พลังงานที่สะสมช่วยให้รถยนต์สามารถวิ่งได้ เป็นระยะหลายไมล์เลยทีเดียว และอาจจะเพิ่มศักยภาพได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด
มีอุปกรณ์หลายชนิดที่มีแม่เหล็กซ่อนอยู่ เช่น โทรศัพท์มือถือ รถยนต์ หรือในตู้เย็นก็ตาม ซึ่งเทคโนโลยีล่าสุดช่วยให้เราเข้าใจการทำงานของแม่เหล็กมากขึ้น และอาจนำไปสู่การพัฒนาเครื่องจักรในอนาคต ที่ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มพลังงานให้มากขึ้น
จากรูปด้านล่าง
ภาพบนสุดคือภาพกราฟฟิกที่แสดงโครงสร้างของ อุปกรณ์นี้ โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหยาบๆ ประมาณเส้นผม
ภาพล่างเป็นภาพขยายบริเวณส่วนกลางของอุปกรณ์นี้ โดยจุดสีขาวแสดงขนาดอะตอม และวงกลมสีขาวคือแม่เหล็กนาโน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของแบตเตอรีชนิดนี้
ที่มา: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090311162807.htm
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น