กลุ่มวิจัยของ ศ.ดร.นราธิป วิทยากร จากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ประสบผลสำเร็จในการพัฒนากระดาษกรองเซลลูโลส (Multifunctional cellulose filter paper) ขึ้นเป็นไทรโบอิเล็กทริกนาโนเจเนอเรเตอร์ (Triboelectric nanogenerator : TENG) ซึ่งเป็นอุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้าจากการเสียดสีหรือสัมผัสกันของผิวสัมผัสระดับนาโน ซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานกลหรือพลังงานความร้อนในปริมาณน้อยๆ ให้กลายเป็นไฟฟ้าได้ และเป็นวัสดุนาโนที่มีน้ำหนักเบา ราคาไม่แพง แต่มีประสิทธิภาพสูง

ซึ่งภายในประกอบไปด้วย Ti₀.₈O₂nanosheets (Ti₀.₈O₂NSs) ซึ่งเป็นไดอิเล็กทริกที่สามารถกักเก็บประจุไฟฟ้าได้ และ Ag nanoparticles (Ag NPs) ซึ่งเป็นอนุภาคนาโนที่สามารถนำไฟฟ้าได้ นักวิจัยได้ใช้ภาพถ่ายเอกซเรย์สามมิติจากการถ่ายภาพเอกซเรย์โทโมกราฟีด้วยแสงซินโครตรอนที่สถานีทดลองเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สามมิติ (XTM) ของสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ในการศึกษาและวิเคราะห์ผลงานวิจัย ทำให้เห็นการกระจายตัวของ Ti₀.₈O₂NSs และ Ag NPs ที่อยู่ภายในกระดาษกรองเซลลูโลสชั้นต่าง ๆ ได้อย่างชัดเจน ซึ่งสามารถสรุปได้ว่าการผสม Ti₀.₈O₂NSs นั้นได้เข้าไปในช่วยให้กระดาษเซลลูโลสสร้างประจุได้ดีขึ้น ในขณะที่ Ag NPs ช่วยเพิ่มช่องทางการรับส่งประจุ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญที่ส่งผลให้อุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้า Triboelectric Nanogenerator ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1  a-d) ภาพกราฟฟิคสามมิติจากเอกซเรย์โทโมกราฟีในแต่ละชั้นของแผ่นฟิล์มคอมโพสิตจากกระดาษกรองเซลลูโลส ซึ่งประกอบด้วย Ti₀.₈O₂NSs 3 ชั้น และ Ag NPs 5 ชั้น.  การกระจายตัวของ PDMS, กระดาษกรองเซลลูโลส, Ti₀.₈O₂ NSs และ Ag NPs แทนด้วยสีม่วง, เหลือง, ฟ้า และแดง ตามลำดับ

 

บทความโดย ดร.แคทลียา โรจน์วิริยะ ผู้จัดการและนักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง