ในปัจจุบัน“นาโนเทคโนโลยี” นับเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมต่างๆ ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นรวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์และชิ้นส่วนด้วย และเทคโนโลยีดังกล่าวได้

       ถูกพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่องและจะมีบทบาทสำคัญในอนาคตอย่างแน่นอน ดังนั้นการทำความรู้จักกับเทคโนโลยีนี้จึงมีความจำเป็นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

       คำว่า “นาโนเทคโนโลยี” นั้นเป็นเทคโนโลยีในการประกอบและผลิตสิ่งต่างๆ ขึ้นมาจากการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยความแม่นยำและถูกต้อง ในระดับนาโนเมตร (1 ใน 1,000,000,000) ถ้าจะเปรียบเทียบกันให้เห็นภาพกันว่ามันเล็กขนาดไหน เราลองมาตัวอย่างสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติกันดังนี้ เม็ดเลือดแดงของเราที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางราว 5,000 นาโนเมตร หรือประมาณหนึ่งในสิบห้าของความกว้างของเส้นผม (ประมาณ 50-100 ไมโครเมตร) เล็กลงไปกว่านั้นคือ ดีเอ็นเอโดย หนึ่งโมเลกุลมีความกว้างประมาณ 2 นาโน สำหรับไฮโดรเจนสิบอะตอมเรียงต่อกันจึงจะได้ความยาวหนึ่งนาโนเมตร สำหรับแนวทางการพัฒนาเทคโนโลยีนี้นั้นเริ่มต้นก็จะต้องศึกษานาโนเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ เป็นตัวนำทางเพื่อนำไปสู่การพัฒนานาโนเทคโนโลยีโดยนักวิจัยที่มีประสิทธิภาพ มากขึ้นทั้งนี้เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษยชาติ

        โดยเทคโนโลยีนี้น่าจะมีบทบบาทที่สำคัญในด้านอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ พลังงาน สุขภาพและวิทยาศาสตร์ รวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์ด้วย 

       สำหรับกองทุนวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐได้ระบุไว้ว่า ตลาดสินค้าที่เกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยีในปี ค.ศ.2015( พ.ศ. 2558) จะมีมูลค่าไม่ต่ำกว่า 1 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยแบ่งออกเป็นอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือสื่อสาร 6 แสน จำพวกวัสดุ 3 แสนล้านล้าน และยารักษาโรค 2 แสนล้าน โดยประมาณครึ่งหนึ่งของการผลิตยาจะต้องพึ่งนาโนเทคโนโลยีนี้

       และกลุ่ม ETC ซึ่งเป็นเอ็นจีโอประเมินไว้ว่า ประมาณปี ค.ศ. 2010(พ.ศ.2553) นาโนเทคโนโลยีจะเป็นปัจจัยหลักที่สร้างกำไรในเกือบทุกสาขาอุตสาหกรรม และเมื่อถึงปี ค.ศ. 2015 (พ.ศ.2558) ผู้ที่ควบคุมนาโนเทคโนโลยีก็จะเป็นผู้มีอำนาจต่อรองสูงสุดในเศรษฐกิจ

       สำหรับประเทศต่างๆในโลกเช่นญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา สหภาพยุโรป เกาหลีใต้ สิงคโปร์ จีน ไต้หวันก็ได้ตื่นตัวและให้ความสำคัญกับการพัฒนานาโนเทคโนโลยีนี้เป็นอย่างมาก รวมถึงรัฐบาลในแต่ละประเทศก็ได้มีทุ่มงบประมาณวิจัยไปอย่างมหาศาลทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีนี้รุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว

        สำหรับประเทศไทยนั้นคณะมนตรีได้มีมีมติเมื่อวันที่ 13 สิงหาคม 2546 แต่งตั้งศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติภายใต้ สวทช. ซึ่งนับเป็นนิมิตหมายที่ดีในการพัฒนาผู้เชี่ยวชาญทางด้านนี้ทั้งยังเป็น ศูนย์กลางที่พร้อมที่จะถ่ายทอด ความรู้ มุมมองต่างๆ รวมถึงแนวทางในการดำเนินงานในด้านดังกล่าวแก่ภาครัฐบาล และภาคเอกชนเพื่อเสนอแนวทางที่เหมาะสมสำหรับของประเทศไทย โดยศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาตินี้มีวิสัยทัศน์เพื่อให้ประเทศไทยมีเศรษฐกิจ ที่เข้มแข็ง เป็นสังคมความรู้ที่แข่งขันได้ในสากล มีความมั่นคง และประชาชนมีชีวิตที่ดี และมีเป้าหมายหลักคือให้ประเทศไทยจะอยู่ในระดับแกนนำของการศึกษาและวิจัย ด้านนาโนเทคโนโลยีของภูมิภาคอาเซียน

       สำหรับในส่วนของอุตสาหกรรมยานยนต์นั้นพบว่าบริษัทรถยนต์และชิ้นส่วน ที่มีชื่อเสียงของโลกหลายบริษัท ได้ทำการวิจัยวิธีการในการนำวัสดุนาโนเพื่อนำมาพัฒนาเป็นชิ้นส่วนประกอบ ต่างๆของรถยนต์ ซึ่งจะทำให้รถยนต์และชิ้นส่วนมีคุณสมบัติที่ดีขึ้น รวมถึงมีประสิทธิภาพในการใช้งานมากขึ้น เช่น ทนต่อรอยขีดข่วน น้ำหนักเบาลง ไม่เป็นสนิม ประหยัดน้ำมันและทำให้ผู้ขับขี่รวมถึงผู้โดยสารมีความปลอดภัยและมีความสะดวก สบายมากขึ้น โดยในบทความนี้จะนำเสนอบางตัวอย่างของการพัฒนางานวิจัยเกี่ยวกับนาโน เทคโนโลยีดังต่อไปนี้

       จอแสดงภาพแบบโอแอลอีดี (organic light – emitting diodes, OLEDs)โดย ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาจอภาพแบบโอแอลอีดี หรือบางท่านเรียกว่า ไดโอดสารอินทรีย์เปล่งแสง มาใช้เป็นหน้าปัดหรือจอ แสดงภาพของรถยนต์รุ่นใหม่ๆ ทั้งนี้รวมถึงอุปกรณ์ประดับยนต์ด้วย

       ซึ่งจอภาพดังกล่าวสามารถ เรืองแสงได้เองเมื่อป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าสู่จอภาพโดยใช้กระบวนการElectro-Luminescence ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ไฟส่องหลังเหมือนกับจอภาพแอลซีดี แสดงภาพได้สดใสขึ้นรวมถึงมีคุณภาพเท่าเทียมกันทั้งหมด ให้มุมมองที่กว้างกว่า 160 องศาขึ้นไป มีความไวในการตอบสนองต่อภาพที่เคลื่อนไหวเร็วมากขึ้น มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน จอภาพบางมากและน้ำหนักเบา และที่สำคัญคือประหยัดไฟ

       วัสดุผสมระหว่างท่อนาโนคาร์บอนกับพอลิเมอร์

       ท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุโครงสร้างพิเศษที่ต่างจากเพชร กราไฟต์ โดยได้ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1991 โดยศาสตราจารย์ชาวญี่ปุ่นชื่อซูมิโอะ อิจิมา (Sumio Iijima) โดยมีโครงสร้างเป็นท่อกลวงเหมือนการม้วนแผ่นกราไฟต์ ให้เป็นทรงกระบอกด้วยเส้นผ่าศูนย์กลางในขนาด 0.4-4.0 นาโนเมตร สามารถเป็นได้ทั้งสารกึ่งตัวนำและตัวนำไฟฟ้าขึ้นกับการสังเคราะห์ มีความแข็งแกร่งมากกว่าเหล็กถึง 50 เท่า แต่มีความยาวกว่าเหล็กถึง 6 เท่า จึงได้มีการนำมาเป็นวัสดุเสริมแรงในผลิตภัณฑ์หลายชนิด

        โดยในปัจจับันได้มีการวิจัยเพื่อนำท่อนาโนคาร์บอน มาใช้ประโยชน์หลายอย่างรวมถึงผสมท่อนาโนคาร์บอนดังกล่าวกับพอลิเมอร์ โดยผลลัพธ์ที่ได้ทำให้เป็นวัสดุที่มีความแข็งแกร่งสูง แต่มีน้ำหนักเบาสำหรับนำมาใช้เป็นกันชนและตัวถังรถยนต์แทนวัสดุที่ใช้ในปัจจุบัน

        การพัฒนาระบบถังเก็บไฮโดรเจนในรถยนต์ Fuel Cell 

        ซึ่งเดิมต้องออกแบบถังเก็บไฮโดรเจนให้มีความดันสูงถึง ประมาณ 100-200 บาร์ ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ โดยได้มีการพัฒนาเพื่อนำเอาท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4-5 นาโนเมตรและทำโครงสร้างปิดเปิดฝาได้ และเปิดปลายนำไฮโดรเจนใส่เข้าไปในสภาพถูกดูดจับไว้ด้วยอะตอมของคาร์บอนทำให้ ความดันไอไม่ขึ้นสูงทำให้สามารถเก็บไฮโดรเจนเหลวในสภาพที่ถูกดูดซับและเวลา ใช้งานก็ค่อยเปิดเพื่อปล่อยไฮโดรเจนออกมาอีกครั้งหนึ่ง

ตัวอย่างรถยนต์ Fuel Cell

Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC)

       ปฏิกริยาที่เกิดขึ้น
       Anode:     2H2                      4H+ + 4e-
       Cathode: O2 + 4H+ + 4e-     2H2O
       Overall:    2H2 + O2             2H2O + energy

       การเคลือบผิวหน้าของแผ่นกรองอากาศและเครื่องปรับอากาศในรถยนต์

       การเคลือบผิวหน้าของแผ่นกรองอากาศและเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ด้วยอนุภาคนาโนของเงิน(silver nanoparticles) หรือ ไททาเนียมไดออกไซด์(TiO2 nanoparticles) เพื่อลดมลพิษและกำจัดเชื้อโรคที่ปนเปื้อนอยู่ในอากาศ

        ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดจิ๋วหรือเมมส์

        ความก้าวหน้าทางด้านนาโนเทคโนอิเล็กทรอนิกส์ ได้เข้ามามีส่วนร่วมกับอุตสาหกรรมยานยนต์ได้เป็นอย่างมาก เช่นการพัฒนาระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดจิ๋วหรือเมมส์(Micro electromechanical system, MEMs) มาใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดชนิดต่างๆ เช่นอุปกรณ์ตรวจจับอัตราเร่งเพื่อควบคุมการปล่อยถุงลมนิรภัยให้สมดุลกับผู้โดยสารแต่ละคน เป็นต้น

      วัสดุนาโนคอมโพสิทก็ทำหน้าที่เพิ่มความแข็งแรงของชิ้นส่วนพลาสติกในรถยนต์ได้เช่นกัน

       และก็ยังมีการพัฒนานาโนคอมโพสิทเกี่ยวกับพลาสติกที่เหนียว ทนความร้อนสูงรวมถึง การผสมวัสดุนาโนที่มีคุณสมบัติในการป้องกันการติดไฟเข้าไปในชิ้นส่วนของ เครื่องยนต์และสายส่งน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อลดโอกาสในการเกิดอุบัติเหตุไฟไหม้รถยนต์

       อุตสาหกรรมพลาสติกของโลกกำลังเปลี่ยนไปเพราะพื้นที่ผิวของตัวเร่ง ปฏิกิริยาที่ทำด้วยวัสดุนาโนนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล ในการผลิตพลาสติกนั้นตัวเร่งปฏิกิริยา(คะตาลิสต์) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 นาโนเมตร เพียงหนึ่งกรัมจะมีความสามารถในการทำปฏิกิริยาถึง 100 เท่า ของเม็ดคะตาลิสต์ที่ใหญ่ขนาดไมครอน โดยบริษัทดาวเคมิคัล และน้ำมันเอ็กซอนโมบิลได้ใช้ตัวเร่งแบบนี้ซึ่งมีชื่อว่า "เมตาโลซีน"

       นอกจากที่กล่าวมาผู้เขียนก็ขอยกตัวอย่างชิ้นส่วนยานยนต์อื่นที่มีการพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยีพอเป็นสังเขปดังนี้

       การเคลือบกระจกด้วยอนุภาคนาโนที่มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ(Hydrophobic) จะ ทำให้กระจกรถสามารถกันน้ำและกันหมอกได้ ผงที่เล็กขนาดนาโนก็ได้เริ่มมีการใช้แล้วในการผลิตสารปกป้องรังสี UV ในเลนส์ กระจก และสีเคลือบต่างๆ รวมถึงการพัฒนาตัวเร่งปฏิกริยานาโน และเทคโนโลยีแผ่นเมมเบรน สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้ระหว่างน้ำมันดีเซลกับออกซิเจนได้เป็น อย่างดีและยังสามารถลดปริมาณควันพิษและไอเสียที่ปล่อยจากรถยนต์ได้ การผสมอนุภาคนาโนเข้ากับสีพ่นรถยนต์จะทำให้ตัวถังรถยนต์ทนรอยขีดข่วนและคราบ สกปรกได้เป็นอย่างดี

       จะเห็นได้ว่าพัฒนาการของนาโนเทคโนโลยีนั้นนเป็นไปอย่างรวดเร็วและขว้าง ขวางและจะเป็นเทคโนโลยีที่มีบทบาทในอนาคตอย่างแน่นอน ในเบื้องต้นการที่เราสามารถติดตามและเรียนรู้พัฒนาการของเทคโนโลยีดังกล่าว ได้ทันท่วงที และสามารถนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดกับประเทศ ไทยก็นับว่าน่าพอใจแล้ว ในส่วนของการวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีนี้เพื่อเป็นลิขสิทธิ์ของคนไทยนั้นผู้เขียน เห็นว่าก็ยังมีความเป็นไปได้ แต่อย่างไรก็ตามก็ต้องอาศัยความร่วมมืออย่างแข็งขันจากรัฐบาล สถาบันนาโนเทคโนเทคโนโลยี องค์กรภาครัฐ องค์กรภาคเอกชน โดยเฉพาะการสนับสนุนงบประมาณจากรัฐบาล ทั้งนี้เพื่อให้ประเทศไทยบรรลุเป้าหมายหลักตามที่ตั้งไว้คือ ให้ประเทศไทยจะอยู่ในระดับแกนนำของการศึกษาและวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีของภูมิภาคอาเซียนต่อไป