รายละเอียด

โครงงานพิเศษฉบับนี้ทำการศึกษาคุณสมบัติของนิกเกิลออกไซด์โดยการสังเคราะห์นิกเกิลออกไซด์จากใบกะเพราเพื่อนำมาประยุกต์ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยการสังเคราะห์นิกเกิลออกไซด์จะใช้เป็นการสังเคราะห์แบบธรรมชาติที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมด้วยวิธีการตกตะกอนร่วม หลังจากการจะสังเคราะห์จะนำนิกเกิลที่ไปตรวจสอบคุณสมบัติด้วยเทคนิควิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์เพื่อตรวจสอบโครงสร้างของผลึก เทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคปีเทคนิคเพื่อใช้วิเคราะห์และจำแนกประเภทของสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์และพันธะเคมีหรือหมู่ฟังก์ชันในโมเลกุล หลังจากที่ตรวจสอบคุณสมบัติของนิกเกิลออกไซด์ที่สังเคราะห์จากใบกะเพราจะนำไปประยุกต์โดยสร้างเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่อไป

วัตถุประสงค์

          นิกเกิลออกไซด์ (NiO) เป็นโลหะทรานซิชันออกไซด์ที่มีโครงสร้างตาข่ายลูกบาศก์ เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P-type และไม่ค่อยมีปริมาณสารสัมพันธ์ มีช่องว่างของแถบความถี่กว้าง มีความเสถียรทางเคมีและความร้อนได้ดี และมีคุณสมบัติ anti-ferromagnetic ที่มีการประยุกต์ทางเทคโนโลยีมากมายในระดับนาโน เป็นวัสดุที่ได้รับการศึกษาวิจัยเป็นจำนวนมาก โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้า ทางแสง และแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์ของวัสดุ ซึ่งคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของ NiO ได้ขับเคลื่อนความสนใจด้านการวิจัยในการใช้งานเป็นพิเศษ

          เนื่องจากอนุภาคมีขนาดที่เล็ก อนุภาคนาโนจึงแสดงคุณสมบัติของวัสดุใหม่ที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากคุณสมบัติของวัสดุที่มีลักษณะคล้ายกันมาก อนุภาคนาโนนิกเกิลออกไซด์ (NiO) ที่มีขนาดสม่ำเสมอและการกระจายตัวที่ดีเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานหลายประเภทในการออกแบบวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาเซรามิค แม่เหล็ก อิเล็กโทรโครมิค และวัสดุที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาต่างชนิดกัน จากศักยภาพในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น catalysis, battery cathodes, gas sensors, electrochromic films, และ magnetic materials จึงทำให้อนุภาคนาโนนิกเกิลออกไซด์ได้รับความสนใจที่มากขึ้น นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและเป็นชั้นป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในส่วนประกอบโครงสร้างน้ำหนักเบาในการบินและอวกาศ, ใน active optical filters, ในวัสดุแคโทดสำหรับแบตเตอรี่อัลคาไลน์, และวัสดุสำหรับเซ็นเซอร์ก๊าซหรืออุณหภูมิ

          การสังเคราะห์อนุภาคนาโนโลหะออกไซด์ มีการแบ่งวิธีการสังเคราะห์ออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ได้แก่ การสังเคราะห์ทางกายภาพ, การสังเคราะห์ทางเคมี เป็นการสร้างสารประกอบเคมีที่ซับซ้อน ใช้กับสารประกอบเคมีทุกประเภท แต่การสังเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลอินทรีย์, และการสังเคราะห์ด้วยวิธีแบบธรรมชาติ (Green Synthesis) ที่เกี่ยวข้องกับพืชและจุลินทรีย์ ในการสังเคราะห์ของโครงงานวิจัยนี้จะใช้วิธีการสังเคราะห์ด้วยวิธีแบบธรรมชาติซึ่งเป็นวิธีการผลิตอนุภาคนาโนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนโดยไม่ต้องใช้สารเคมีอันตรายหรือตัวทำละลายที่เป็นพิษ จึงทำให้ได้รับความสนใจในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาภายในกระบวนการทางชีววิทยา เพราะเป็นวิธีการที่ใช้ต้นทุนต่ำ ความสามารถในการขยายขนาด และการลดของเสียอันตราย นอกจากนี้ยังสามารถผลิตอนุภาคนาโนที่มีรูปร่าง ขนาด และคุณสมบัติพื้นผิวที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการใช้งานเฉพาะด้านอีกด้วย

          วิธีการสังเคราะห์ในโครงงานวิจัยนี้จะเป็นการสังเคราะห์อนุภาคนิกเกิลออกไซด์ด้วยเทคนิคการตกตะกอนร่วมกัน (Coprecipitation synthesis) เพื่อหาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการสังเคราะห์นิกเกิลออกไซด์โดยปริมาตรที่ได้จากการสกัดสารจากใบกะเพราคือ 20, 40, 60, 80 และ 100 มิลลิลิตรต่อสารละลาย 100 มิลลิลิตร ตัวอย่างจะถูกวิเคราะห์และหาลักษณะเฉพาะด้วยเครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ (X-Ray Diffractometer :XRD) เครื่องสเปกโตรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนด้วยรังสีเอ็กซ์เครื่องฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FTIR Spectrometer) และเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope, SEM)

          สำหรับโครงงานวิจัยนี้จะกล่าวถึงการสังเคราะห์อนุภาคนิกเกิลออกไซด์จากใบกะเพราที่สามารถหาได้จากแปลงสวนทั่วไปเพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่โดยจะมีการทดสอบความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อที่จะได้นำไปพัฒนาและต่อยอดตัวอนุภาคนิกเกิลออกไซด์ให้ได้ดียิ่งขึ้น

ผู้จัดทำ

กิตติพศ มนตรี

KITTIPOS MONTRI

#นักศึกษา

สมาชิก

นพพร ลายคล้ายดอก

NOPPRON LAIKLAIDOK

#นักศึกษา

สมาชิก

กรกช อ่อนละออ

KORAKOT ONLAOR

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษา

โหวตนวัตกรรมนี้