การท าโครงงานวิจัยของเยาวชน ความ คาดหวังของนักวิจัยอาวุโส ศาสตราจารย์ ดร.ถิรพัฒน์ วิลัยทอง ศูนย์วิจัยนิวตรอนพลังงานสูง

Download Report

Transcript การท าโครงงานวิจัยของเยาวชน ความ คาดหวังของนักวิจัยอาวุโส ศาสตราจารย์ ดร.ถิรพัฒน์ วิลัยทอง ศูนย์วิจัยนิวตรอนพลังงานสูง

การทาโครงงานวิจัยของเยาวชน ความ
คาดหวังของนักวิจยั อาวุโส
ศาสตราจารย์ ดร.ถิรพัฒน์ วิลยั ทอง
ศูนย์ วจิ ยั นิวตรอนพลังงานสู ง
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
และสมาคมฟิ สิ กส์ ไทย
ชุมนุมสมาชิก JSTP (สวทช)
4
พฤษภาคม
2549
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
ความฝันอันสูงสุ ด
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
ตัวอย่ างสิ่ งประดิษฐ์ และเทคโนโลยี ทีน่ ักฟิ สิ กส์ ได้ คดิ ค้ นขึน้ มา ซึ่ง
มีผลกระทบต่ อสั งคมปัจจุบันอย่ างมหาศาล ได้ แก่

Transistor (~1950)

Laser (~1960)

World Wide Web (~1980)
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
วิทยาศาตร์ กบั ประเทศไทย
วิทยาศาสตร์
ความรู้ทวั่ ไป
ฐาน
เครื่ องมือ(TOOL)
มัธยมปลาย
ปริญญาตรี
ปริญญาเอก
เทคโนโลยีระดับต่า
เทคโนโลยีระดับกลาง
เทคโนโลยีระดับสู ง
วิทยาศาสตร์ กายภาพ
ฟิ สิ กส์
เทคโนโลยี
ความรู้เฉพาะเจาะจง
วิทยาศาสตร์ ชีวภาพ
คณิตศาสตร์
ชีววิทยา
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Nature : consists of very large objects to very small ones
and in time scale from very long to very short durations
Galaxy
1020 m
Solar System
1011 m
Earth
Human
106 m
1.8 m
DNA
2 nm
Atom
0.1 nm
Space scale
years
minutes
sec
msec (10-3) nsec (10-9)
fsec(10-15)
Time scale
Modern Science : provides tools for a better
understanding of nature
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Probes to observe nature in space and time domains
Neutron
Ion
Electron
Photon
Electron
Proton +
Neutron
Photon
Ion
Particle accelerators are used to generate these probes
โครงสร้ างพืน้ ฐานของเครื่ องเร่ งอนุภาค (accelerator)
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
วิทยาศาสตร์ กบั ประเทศไทย
คลัสเตอร์ ทสี่ าคัญ
ภาคประชาชน พลังงาน
ภาคเอกชน
วิทยาศาสตร์ ทเี่ กีย่ วข้ อง
Nanoscience, Electrochemistry
การเกษตร การแพทย์
Biology, Biochemistry, Biophysics
เส้ นใยสิ่ งทอ อัญมณี
Polymer science, Physics
ชิ้นส่ วนเครื่ องมือกล
Ion–plasma physics
ยานยนต์
Combustion science
ชิ้นส่ วนอิเล็กทรอนิกส์
Solid–state physics, Optoelectronics
เปโตรเคมี
Organic chemistry
ตลาดหุ้น
Statistical physics
ภาคองค์ ความรู้ใหม่ การกาเนิดชีวติ
atto science (10-18 sec)
กลไกการเกิดปฏิกริ ิยา
femto science (10-15 sec)
ทางเคมีและชีววิทยา
Photon science
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Fuel Cell
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Mercedes-Benz Citaro city bus,Spain
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
แหล่ งพลังงานสาหรับอุปกรณ์ อเิ ล็คโทรนิคส์ และคอมพิวเตอร์
Prototype DMFC NEC
Notebook PC
(Showing removeable
cartridge for methanol
fuel refilling)
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
แหล่ งพลังงานสาหรับอุปกรณ์ อเิ ล็คโทรนิคส์ และคอมพิวเตอร์
Motorola cell phone prototype that
uses a direct methanol fuel cell.
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
What is Femtosecond Pulses?
1 femtosecond = 0.000000000000001 second (10-15 sec)
or
In 1 femtosecond light will travel only 0.3 micrometer
เวลาในเรื อนเฟมโตวินาที เป็ นสเกลเวลาของการเกิดปฏิกริยาเคมี และเป็ นสเกล
เวลาของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ ของอิเล็กตรอนและนิวเคลียสในโมเลกุล :
- เมื่อเกิดการฟอร์ มหรื อการแยกออกของพันธะทางเคมีในระหว่างการเกิดปฏิกริ ยา
- เมื่อโมเลกุลเกิดการจัดเรี ยงตัวเป็ นโมเลกุลใหม่
- เมื่อมีการส่ งผ่านพลังงานจากโมเลกุลหนึ่ งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ ง
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Femtosecond electron pulses
- ใช้ ในการผลิต :
- Intense far infrared radiation (Transition radiation)
- Femtosecond X-ray pulses (Parametric x-ray)
Transition Radiation (TR):
Parametric X-rays (PXR)
Al-Foil
Fixed Mirror
e-Beam
TR
Intense Far Infrared (FIR) Radiation
- ใช้ ในการทางานวิจัยทางด้ าน วัสดุศาสตร์ , วิทยาการเชิงพืน้ ผิว
(Surface Science) , ชี วฟิ สิ กส์ ฯลฯ
 ใช้ในการวัดค่าดัชนี หก
ั เหเชิงซ้อนของวัสดุ
- เข้ าไปดูความเป็ นไปของโมเลกุลในเซลล์ ชีวภาพ
- เหมาะสาหรับใช้ ในการดูพลศาตร์ เชิ งกลระดับโมเลกุล
 ศึกษาพลศาสตร์ เชิ งกลของ DNA ที่ความถี่ต่า
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Femtosecond X-ray Pulses
- ศึกษาพลศาสตร์ เชิงกลระดับอะตอม เช่น การหลอมเหลวของของแข็งที่
ใช้เวลาอยูใ่ นช่วงน้อยกว่า 10-12 วินาที
แสดงขั้นตอนในการหลอมเหลวของอะตอมของแข็งอลูมิเนียมไปสู่ ของเหลวใน
Chiang Mai University
-12
ช่วงเวลา 3.5x 10 วินาที (Siwick at al. 2003)
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Femtosecond Electron Beam Facility
(SURIYA Facility)
experimental station
alpha magnet
TR 1
30 MeV linear accelerator
RF-gun
Figure1
out of
proposed FIR
โครงการสุ ริยาเพื่อพัฒนาลาอิเล็กตรอนสั
มพัLay
ทธภาพที
ม่ หี the
้ วงความยาวอยู
่ ในเรื อนเฟมโตวินาที
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
SURIYA
Beamline
alpha magnet
RF-gun
quadrupole
magnet
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
30 MeV
linac
An application of low energy ion beam
in
Biotechnology and Agriculture
Chiang Mai University
Lawrence Berkeley National Laboratory, USA
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Ion Implanter
Penning Gauge
Einzel Lens
Port 0
Ion source
Mass
analyzing
magnet
Source
Dipole Magnet
To Diffusion and
Rotary Pump
Faraday Cup
Beam scanner
To Rotary and
Terbo Pump
Beam Profile
Monitor
Target chamber
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การระดมยิงวัสดุดว้ ยลาไอออนมวลหนัก (heavy ion)
เป้า













ลาไอออนมวลหนัก
พิสัยของไอออนในเป้ าขึน้ อยู่กบั ชนิดของเป้ า
และพลังงานไอออน
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การระดมยิงเซลล์ ด้วยลาไอออนมวลหนัก
เซลล์พืช

ลาไอออนมวลหนัก


การประยุกต์
- การถ่ ายโอน DNA
- การเหนี่ยวนาให้ เกิดการกลายพันธ์
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
ภาพผนังเซลล์หลังจากถูกยิงด้ วยลาไอออนโดยใช้ กล้องแรงอะตอม (AFM)
1.0 mm
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การปรับปรุงพันธ์ ข้าวหอมมะลิ :
- ต้ องการสายพันธ์ ทไี่ ม่ ไวแสงและต้ นเตีย้
(KDML 105)
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
พลาสมานาโนฟิ สิกส์ :
การทาเซลล์ แสงอาทิตย์
การปรั บปรุงสมบัติเชิงผิวของสิ่งทอ ( ไหม, โพลีเอสเตอร์ , ฝ้าย ฯลฯ)
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การปรั บปรุงสมบัติเชิงผิวของวัสดโุ ดยใช้ กระบวนการพลาสมานาโน

เป็ นมิตรกับสิ่ งแวดล้ อม

เปลี่ยนแปลงเฉพาะชั้นผิวของวัสดุในระดับนาโนเมตรโดยไม่ เปลี่ยนสมบัติโดยรวม

สามารถเชื่ อมต่ อโมเลกุลแบบสายโซ่ ยาวเข้ าด้ วยกัน
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
กระบวนการเกิดพลาสมา
Fast e-
Ionized
e, ion
etching
gas
Dissociated
Radicals molecules
Grafting
Deposition
material
Excited
Light
Radiation
activated
การปรั บปรุงสมบัติเชิงผิวของผ้ าไหมไทยโดยกระบวนการพลาสมานาโน
Plasma
Matching
network
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Plasma
chamber
การทดลองหยดน้า (Home textile)
30 วินาที
หลังจากหยดนา้
ไม่ได้ผา่ นการอาบพลาสมา
ผ่านการอาบพลาสมา
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การทดลองหยดน้า (Garment Textile)
30 วินาทีหลังจากหยดน้า
ไม่ได้ผา่ นการอาบพลาสมา
ผ่านการอาบพลาสมา
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
การอาบผิวกระดาษด้ วยพลาสมานาโน
กล่ องกระดาษลูกฟูก
กระดาษซองจดหมาย
Chiang Mai University
FN Fast Neutron
RF Research Facility
Elbert Einstein (1879-1955)
Stephen Hawking (1942)
KNOWLEDGEABLE (รู้ฟิสิ กส์ )
Isaac Newton (1642-1727)
Galileo Galilei (1564-1642)
Max Planck (1858-1947)
Niels Bore (1885-1962)
DOWN TO EARTH (ติดดิน)
DIGITAL (มนุษย์ ชอบบิท)
OUT SOURCING (รู้จักใช้ ของคนอื่น)