การใช้โมเลกุลเพื่อเขียนลงบนวัสดุทางควอนตั้ม

          ในสมัยก่อนมนุษย์นั้นได้ค้นพบ หิน ทองแดง และ เหล็กเพื่อใช้ในการทำวัสดุเป็นวัตถุต่างๆไม่ว่าจะเป็น ฆ้อน ขวาน ข้าวของเครื่องใช้ต่างๆ แต่ในปัจุบันนั้นเทคโนโลยีได้ ทันสมัยมากยิ่งขึ้นโดยการนำศาสตร์วิชาทางควอนตั้มเข้ามาประยุกต์ใช้กันอย่างแพร่หลายทำให้มีการศึกษาโครงสร้างโมเลกุลที่ไปใช้งานด้าน เคมีภัณฑ์ต่างๆ รวมทั้งเพื่อนำไปวาดลงบนวัสดุต่างๆ Professor Emanuele Orgiu จากสถาบันInstitut National de la Recherche Scientifique (INRS) ได้ศึกษาศึกษางานวิจัยชิ้นนี้ซึ่งจะเป็นการนำระเบียบวิธีการสังเคราะห์แบบแมคโครไซเคิ้ล(Macrocycle)ลงบนพื้นผิววัสดุกราไฟท์ ซึ่งลักษณะการสังเคราะห์ด้วยวิธีแมคโครไซเคิ้ลนี้จะทำให้มีโครงสร้างโมเลกุลที่มีลักษณะเป็นวงแหวนที่มีขนาดใหญ่อยู่บนกราไฟท์ที่ซ้อนทับกันอยู่อีกทีคล้ายกับตัวต่อเลโก้จนมีลักษณะเป็นวงแหวนที่เชื่อมต่อถึงกันและกันได้ ที่เรียกว่า ลิแกนด์ ซึ่งวัสดุกราไฟท์นั้นเป็นที่แพร่หลายในการศึกษาวัสดุทางควอนตั้ม ไม่ว่าจะเป็นการทำวัสดุสารกึ่งตัวนำเพื่อไปนำไฟฟ้า หรือ แม้กระทั่งปรับปรุงคุณสมบัติของตัววัสดุให้มีความแข็งแรงมากยิ่งขึ้น           จากผลการทดลองนั้น Professor Emanuele Orgiu ได้กล่าวไว้ว่า เมื่อนำการสังเคราะห์แบบแมคโครไซเคิ้ลที่ต้องการศึกษาไปทาบวางลงบนพิ้นผิววัสดุของกราไฟท์ที่อยู่ในสารละลาย เพื่อศึกษาโครงสร้างโมเลกุลที่ติดอยู่บนผิวผ้า ปรากฎว่าจากการทดลองนั้นมีเพียงแค่โมเลกุลของของเหลวทที่อยู่ในสารละลายนั้นที่ได้ระเหยออกจากตัวผ้าไป ซึ่งจะทำให้เรานั้นสามารถวิเคราะห์ความเหมาะสมทางโครงสร้างโมเลกุลของกราไฟท์กับสารสังเคราะห์แบบแมคโครไซเคิ้ลที่อยู่บนผิวผ้านั้นได้ แต่อีกทั้งยังพบปัญหาบางประการไม่ว่าจะเป็นการจัดวางเรียงตัวทางโครงสร้างโมเลกุล 2 โมเลกุลที่จับกันเอง ที่ยังส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพื้นที่ผิววัสดุตามไปด้วย Professor Orgiu ยังได้กล่าวอ้างอิงถึง จากตัวอย่างที่ได้กล่าวไปในข้างต้นจะเป็นการนำเอาวิธีสังเคราะห์แบบแมคโครไซเคิ้ลลงบนผิววัสดุของกราไฟต์นั้น ซึ่งเป็นการผสมผสานศาสตร์ทั้งสองด้าน ไม่ว่าจะเป็นการสังเคราะห์แบบออแกนิกของเคมี และ วิทยาศาสตร์วัสดุ ซึ่งทั้งสองขั้นตอนนี้จะทำให้สามารถควบคุมขนาดและระดับรูปร่างของโครงสร้างในการสังเคราะห์โมเลกุลได้ อีกทั้งในขั้นตอนการสังเคราะห์แบบแมคโครไซเคิ้ลนั้นในทางอุดมคติซึ่งจะเป็นอีกวิธีนึงที่จะช่วยให้วิธีการวาดโมเลกุลลงบนพื้นผิววัสดุกราไฟต์นั้นสามารถทำได้สะดวกยิ่งขึ้น ซึ่งต่อไปในอนาคตงานวิจัยชิ้นนี้จะสามารถขยายต่อโดย การเพิ่มขนาดรูพรุนของโครงสร้างโมเลกุลนั้นได้ ซึ่งเจ้ารูพรุนนี้จะนำไปต่อยอดในสายงานทางด้านชีวโมเลกุล และ ไบโอเซนเซอร์เพื่อดูคุณสมบัติของพื้นผิวต่อไปได้ในอนาคต

 

อ้างอิง 

• 1.https://phys.org/news/2020-03-molecules-quantum-materials.html
• 2.https://www.researchgate.net/figure/Scheme-1-Synthesis-of-ligandL4Pyr-and-metalla-macrocycle-Pd2L4Pyr2OTf4_fig1_324922014.
• 3. https://link.springer.com/article/10.1023/A:1014558814416