เอ็กซ์ทราเน็ต (Extranet)
เอ็กซ์ทราเน็ต หรือเครือข่ายภายนอกองค์กร ก็คือระบบเครือข่ายซึ่งเชื่อมเครือข่ายภายในองค์กร (INTRANET) เข้ากับระบบคอมพิวเตอร์ที่อยู่ภายนอกองค์กร เช่น ระบบคอมพิวเตอร์ของสาขาของผู้จัดจำหน่าย หรือของลูกค้า เป็นต้น โดยการเชื่อมต่อเครือข่ายอาจเป็นได้ทั้งการเชื่อมต่อโดยตรง (Direct Link) ระหว่าง 2 จุด หรือการเชื่อมต่อแบบเครือข่ายเสมือน (Virtual Network) ระหว่างระบบเครือข่าย Intranet จำนวนหลายๆ เครือข่ายผ่านอินเทอร์เน็ตก็ได้ ระบบเครือข่ายแบบเอ็กซ์ทราเน็ต โดยปกติแล้วจะอนุญาตให้ใช้งานเฉพาะสมาชิกขององค์กร หรือผู้ที่ได้รับสิทธิในการใช้งานเท่านั้น โดยผู้ใช้จากภายนอกที่เชื่อมต่อเข้ามาผ่านเครือข่าย เอ็กซ์ทราเน็ต อาจถูกแบ่งเป็นประเภทๆ เช่น ผู้ดูแลระบบ สมาชิก คู่ค้า หรือผู้สนใจทั่วๆ ไป เป็นต้น ซึ่งผู้ใช้แต่ละกลุ่มจะได้รับสิทธิในการเข้าใช้งานเครือข่ายที่แตกต่างกันไป เครือข่ายเอ็กซ์ทราเน็ตเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่กำลังได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากแนวโน้มการใช้งานเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่เริ่มมีการนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์มากขึ้นเรื่อยๆ เช่น การเปิดร้านค้าบนอินเทอร์เน็ต หรือการเปิดบริการข้อมูลข่าวสารต่างๆ เป็นต้น ซึ่งบริการเหล่านี้จะต้องมีการเชื่อมต่อกับบุคคลและเครือข่ายภายนอกองค์กรจำนวนมาก จึงต้องมีระบบการจัดการการเชื่อมต่อเครือข่ายภายนอกที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่ดี
EXTRANET (เอ็กซ์ทราเน็ต) หมายความถึง การติดต่อระบบเครือข่ายออกไปภายนอก องค์กรของเราตัวอย่างเช่นการที่เรามีระบบเครือข่ายภายในองค์กรของเราไม่ว่าจะเป็น 1 หรือ 2 เครือข่าย
บทบาทของเอ็กซ์ทราเน็ต (The Role of Extranets)
บทบาทของเครือข่ายภายนอกนั้นมีหลายประการด้วยกัน ประการแรกคือเทคโนโลยีของเว็บเบราเซอร์ ช่วยให้ลูกค้าและร้านค้าต่างๆสามารถเข้าถึงข้อมูลของเครือข่ายภายในได้อย่างสะดวกง่ายดายและรวดเร็วด้วย ประการที่สองบริษัทมีการนำเสนอเว็บไซต์ที่สามารถโต้ตอบกับหุ้นส่วนธุรกิจของบริษัทในเรื่องของการบริการได้ จะเห็นได้ว่า เครือข่ายภายนอกนี้ช่วยสร้างความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างลูกค้า และร้านค้าต่างๆ เป็นอย่างดี
‘ ธุรกิจยังคงใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตแบบเปิด (Open Internet Technologies) หรือ เอ็กซ์ทราเน็ตอย่างต่อเนื่อง เพื่อปรับปรุงการติดต่อสื่อสารกับลูกค้าและหุ้นส่วน ทำให้ได้เปรียบคู่แข่งขัน ในการพัฒนาสินค้า การประหยัดต้นทุน การตลาด การกระจายสินค้า และเพิ่มความเป็นหุ้นส่วน’ เอ็กซ์ทราเน็ตเป็นเครือข่ายเชื่อมโยงซึ่งใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต เพื่อติดต่อระหว่างอินทราเน็ตของธุรกิจกับอินทราเน็ตของลูกค้า ผู้ขาย และหุ้นส่วนทางธุรกิจ โดยติดตั้งเครือข่ายส่วนตัวโดยตรงที่เชื่อมระหว่างกันหรือสร้างอินเทอร์เน็ตส่วนตัวที่มีความปลอดภัยเชื่อมโยงระหว่างกัน ที่เรียกว่า เครือข่ายส่วนตัวเสมือน (Virtual Private Network) หรือสามารถใช้อินเทอร์เน็ตเป็นเอ็กซ์ทราเน็ตที่เชื่อมโยงระหว่างอินทราเน็ตของบริษัทกับผู้บริโภคและอื่นๆ มูลค่าทางธุรกิจของเอ็กซ์ทราเน็ตได้มาจากหลายปัจจัย ปัจจัยแรก คือ เทคโนโลยีเว็บบราวเซอร์ของ เอ็กซ์ทราเน็ต ทำให้ลูกค้าและผู้ขายเข้าถึงทรัพยากรอินทราเน็ตได้ง่ายขึ้นและเร็วขึ้นกว่าวิธีการทางธุรกิจแบบเดิม ปัจจัยที่สอง เอ็กซ์ทราเน็ตทำให้บริษัทสามารถเสนอบริการเชิงเว็บประเภทใหม่ที่น่าสนใจให้แก่หุ้นส่วนทางธุรกิจ ดังนั้น จึงเป็นอีกหนทางที่ธุรกิจสามารถสร้างและทำให้เกิดกลยุทธ์ความสัมพันธ์ระหว่างลูกค้ากับผู้ขาย ทำให้เกิดการปรับปรุงความร่วมมือระหว่างธุรกิจกับลูกค้าและหุ้นส่วนทางธุรกิจ อำนวยความสะดวกแบบออนไลน์ให้แก่การพัฒนาผลิตภัณฑ์เชิงโต้ตอบ การตลาด และกระบวนการที่เน้นลูกค้า
ตัวอย่างของเอ็กซ์ทราเน็ต
Countrywide Home Loans ได้สร้างเอ็กซ์ทราเน็ต ที่เรียกว่า Platinum Lender Access สำหรับหุ้นส่วนกู้ยืม นายหน้า และธนาคารประมาณ 500 แห่ง ให้สามารถเข้าถึงอินทราเน็ตและฐานข้อมูลการเงิน เข้าถึงบัญชีและสารสนเทศรายการเปลี่ยนแปลง สถานะเงินกู้ และประกาศของบริษัท ผู้ให้กู้และนายหน้าแต่ละรายถูกระบุตัวอัตโนมัติโดยเอ็กซ์ทราเน็ต ซึ่งได้จัดเตรียมสารสนเทศในเรื่องของอัตราเบี้ยประกัน ส่วนลด และข้อตกลงพิเศษอื่นๆ Marshall Industries ใช้เอ็กซ์ทราเน็ตเพื่อให้ลูกค้าและผู้ขายสามารถเข้าถึงทรัพยากรอินทราเน็ตของ Marshall ได้ตลอด 24 ชั่วโมง ที่เรียกว่า Partner Net เช่น ผู้ขายสามารถใช้ระบบจุดขาย (Point–of-sale) เพื่อรายงานสถานะของสินค้าคงคลังได้ทุกเวลา ลูกค้าสามารถตรวจสอบสถานะของสินค้าที่ต้องการ เช่นเดียวกับสถานะคำสั่งซื้อที่ได้สั่งซื้อไว้ก่อนหน้า ซึ่งเอ็กซ์ทราเน็ตได้ช่วยเพิ่มยอดขายและกำไร ขณะที่ตัดพนักงานขายและค่าใช้จ่ายลง
• ตัวอย่างของเครือข่ายภายนอก (Extranets Example) มีธนาคารกว่า 500 แห่งและนายหน้าต่างๆ สามารถเข้าถึงข้อมูลโดยผ่าน Intranet และเลือกฐานข้อมูลทางด้านการเงินต่างๆ นอกจากนี้ เอ็กทราเน็ตยังอำนวยความสะดวกในการให้นายหน้าเหล่านั้น สามารถเข้าถึงบัญชีของเขา ,การประมวลผล สารสนเทศ, สถานการณ์ให้เช่ายืม และการประกาศข่าวสารต่างๆ ของบริษัท ในโรงงานอุตสาหกรรม Marshall มีการใช้ Extranets โดยมีชื่อเรียกว่า Partner Net
อนาคตของเอ็กทราเน็ต (Extranets)
1. US West Facility Check บริษัท US West ได้นำ Intranets มาประยุกต์ใช้ โดยมีชื่อเรียกว่า Facility Check โดยใช้งานด้านการบริการข่าวให้กับพนักงาน, บริการสารสนเทศให้กับพนักงาน, ใช้ในการอ้างอิงเกี่ยวกับวัตถุดิบ, อำนวยความสะดวกในฐานะเป็นชุมชนของพนักงาน, จัดเก็บรายละเอียด ของผลิตภัณฑ์, ใช้ดูรายละเอียดเกี่ยวกับบริษัทคู่แข่ง เป็นต้น ใน 2-3 ปี ที่ผ่านมาเศรษฐกิจเจริญขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยความต้องการของลูกค้ามีเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมากเกี่ยวกับการใช้สายโทรศัพท์ เหตุผลเพราะสามารถ ใช้บริการผ่านอินเตอร์เน็ตได้
2. การวางแผนอื่นๆ ในอนาคต (Other Plans for the Future) บริษัท Chrysler มีการใช้ Intranets ใน 7 หน่วยงานหลักๆ One Servers สามารถสนับสนุนวิศวกรได้ถึง 6,000 คน และยังสามารถช่วยจัดการ เกี่ยวกับเรื่องงบประมาณทางด้านบัญชี และผู้ใช้คนอื่นๆ ก็ยังสามารถเข้ามาดูสารสนเทศด้านการเงินได้, มีการสร้างความสัมพันธ์กับสถานที่สาธารณะอื่นๆ เช่น หน่วยงานราชการ, นอกจากนี้ยังมีการขยายออกไป โดยใช้อินเตอร์เน็ต นั่นคือสร้างเว็บไซต์ขึ้นมาช่วยงานด้านวารสารสิ่งพิมพ์บริษัท Entergy ใช้ Intranets ผ่าน Entergy Net บริการ พนักงาน 12,000 คนในรัฐต่างๆ บางคนก็ใช้ในการเรียกดูสารสนเทศของตนเอง, บางคนก็มีการอ่านข่าวจากแผงข่าวอิเล็กทรอนิกส์ และมีการ ส่งข่าวของตนเองไปประกาศบนแผงข่าวด้วย US West วางแผนจะขยาย Global Village Intranets นั่นคือมีการเชื่อมโยงการสื่อสาร ถึงกันในหมู่บ้าน โดยให้ลูกบ้านสามารถเข้าถึงข้อมูลในเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ และมีการใช้อินทราเน็ต ส่งจดหมายข่าวถึงกันภายในบริษัท, มีการประกาศข่าวผ่านแผงข่าวอิเล็กทรอนิกส์ และส่งข่าวสารเกี่ยวกับ นโยบายของบริษัทให้ผู้คนได้รับทราบ สำหรับพนักงานของบริษัทบางคนก็ใช้อินทราเน็ตในการจัดทำรายงาน ของตนเอง และใช้ในการค้นหางานจากบริษัทต่างๆ
วันจันทร์ที่ 25 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551
วันอาทิตย์ที่ 24 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551
เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) ถือกำเนิดขึ้นมาพร้อมกับการใช้งานอินเทอร์เน็ต สำหรับ ประเทศไทยกลุ่มแรกที่ใช้เว็บโฮสติ้งจะเป็นมหาวิทยาลัยได้มีการเชื่อมต่อผ่านทางการสื่อสารแห่งประเทศไทย ให้บริการเฉพาะสถาบันการศึกษา หน่วยงานราชการและบริษัทหรือ องค์กรขนาดเล็ก โดยไม่ได้หวังผลกำไร ต่อมาเว็บโฮสติ้งมีรูปแบบการให้บริการใน เชิงพาณิชย์และ เปิดบริการแบบเสรี โดยมีการกระจายการให้บริการออกมายัง กลุ่มผู้ประกอบธุรกิจทั้งขนาดกลางและขนาดเล็ก ด้วยเหตุผลทางด้านการเติบโตทางเศรษฐกิจและธุรกิจในการใช้งานอินเตอร์เน็ตที่มากขึ้นนั่นเอง ในปัจจุบันการให้บริการเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) มีสองประเภท คือ การให้ใช้บริการฟรี และการให้ใช้บริการที่ต้องเสียค่าบริการ
ความหมายของเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
คำว่าเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) หรือ เซิฟเวอร์ (Server) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เว็บโฮสท์ (WebHost) หรือ โฮสท์ (Host) มีผู้ให้ความหมายไว้ดังต่อไปนี้
น้ำทิพย์ วิภาวิน (2549, หน้า 55-56) กล่าวว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) คือ คอมพิวเตอร์ ที่ได้ติดตั้งโปรแกรมบริการเว็บเอาไว้และได้มีการเชื่อมต่อ Online ระบบอินเทอร์เน็ต ไว้ตลอด 24 ชั่วโมง ทำให้ผู้เข้าชมทั่วโลกสามารถเปิดดูเว็บไซต์ได้ตลอดเวลา”
(เว็บไทยโซน, 2007) ให้ความหมายว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) คือ พื้นที่การใช้งาน ในอินเทอร์เน็ต มีลักษณะที่เปรียบเหมือนกับฮาร์ดดิสก์ในเครื่องคอมพิวเตอร์ มีรูปแบบ การให้บริการที่อนุญาตให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไป Online บนอินเทอร์เน็ตได้ ทุกเว็บ เพจที่ออนไลน์บนอินเตอร์เน็ตจะต้องได้รับการฝากหรือเก็บไว้บนคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า เว็บเซิร์ฟเวอร์สามารถเข้าถึงได้ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทุกที่ที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต”
(บริษัท ไอเดียล ครีเอชั่น เซ็นเตอร์, 2007) ให้ความหมายว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) หมายถึง รูปแบบการให้บริการที่อนุญาตให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไป Online บนอินเทอร์เน็ตได้ซึ่งเว็บโฮสติ้งนี้ มีอีกชื่อหนึ่งว่า “HSP” ย่อมาจาก Hosting Service Provider หรือผู้ให้บริการ เว็บโฮสติ้งทำเป็นธุรกิจ ที่นำเอาเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับงานสร้างเว็บไซต์มาให้บริการ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้เว็บไซต์นั้นสามารถออนไลน์บนอินเทอร์เน็ต สามารถเข้าถึงได้ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทั่วโลกที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต”
จากความหมายข้างต้น สรุปได้ว่า เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) เป็นรูปแบบการให้บริการที่ให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไปออนไลน์บนอินเทอร์เน็ตได้ สามารถเข้าถึงได้ ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทั่วโลกที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต
การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตง่าย ๆ แค่พิมพ์ชื่อเว็บไซต์ของคุณ (Domain Name) ตัวอย่างเช่น htt://www.yourcompany.com/ ผู้ให้บริการจะทำการติดตั้งระบบทั้งหมดให้คุณ เมื่อมีบุคคลที่พิมพ์ชื่อเว็บไซต์ของคุณ (Web address) ชื่อนั้นจะถูกส่งตามเส้นทางจากเครื่องคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งไปพบเครื่องเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่คุณฝากเว็บไซต์ไว้ (Host computer) ในเวลาเพียงเสี้ยวนาที
โดเมนเนม (Domain Name)
โดเมนเนม (Domain Name) ที่อยู่คล้าย ๆ กับที่อยู่ของบ้าน หรือที่ทำงาน โดยเปรียบเทียบเป็นที่อยู่ทางอินเตอร์เน็ตนั่นเอง โดเมนเนมจะเป็นสิ่งที่ทำให้ผู้คนและเครื่องคอมพิวเตอร์รู้ว่าอยู่ที่ไหนเปรียบเทียบง่ายๆ ก็เป็นเหมือนบ้านเลขที่ และโดเมนเนมแต่ละชื่อจะไม่ซ้ำกัน นั่นหมายถึงว่า ชื่อโดเมนของเราจะต้องไม่ซ้ำกับของคนอื่นแน่นอน
การขอจดโดเมนเนม การขอจดโดเมนเนมนั้น สามารถขอจดได้โดยที่ไม่ต้องทำเว็บไซต์ ฉะนั้นผู้ที่ยังไม่พร้อมที่จะมีเว็บไซต์เป็นของตัวเอง สามารถของจดโดเมนเนมเพื่อสงวนชื่อบริษัทห้างร้านของตนเองไว้ก่อนได้ ทั้งยังป้องกันมิให้ผู้อื่นมายื่นขอจดไปก่อน เรียกว่า Domain Parking
ขั้นตอนการขอจดโดเมนเนม
การเลือกโดเมนเนมนั้น จำเป็นต้องรู้เสียก่อนว่า โดเมนเนมมีองค์ประกอบหลายส่วนดังนี้ www.kingdomplaza.com
ส่วนที่ 1 ส่วนที่ 2 ส่วนที่3
ส่วนที่ 1 สับโดเมน ( Sub Domain Name ) คือ คำที่อยู่ก่อนชื่อโดเมนเนม
ส่วนที่ 2 Second-Level Domain Name ในส่วนนี้จะเป็นชื่ออะไรก็ได้แต่ห้ามซ้ำกัน
ส่วนที่ 3 Top-level Domain Name จะเป็นการบอกประเภทของเว็บไซด์และรหัสประเทศ
• co.th สำหรับการพาณิชย์และธุรกิจ ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้จะต้องเป็นองค์กรพาณิชย์ที่จดทะเบียนในประเทศไทย หรือบริษัทต่างประเทศที่มีตัวแทนอยู่ในประเทศไทย และตัวแทนนั้นจะต้องจดทะเบียนในประเทศไทยและได้รับการโอนสิทธิในการลงทะเบียนโดเมนเนม จากบริษัทแม่ในต่างประเทศเป็นที่เรียบร้อย
• in.th สำหรับหน่วยงานทุกประเภท และบุคคลทั่วไป
• ac.th สำหรับสถาบันการศึกษา ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้จะต้องเป็นสถาบันการศึกษาที่จดทะเบียนในประเทศไทย
• go.th สำหรับการใช้ของภาครัฐบาล เช่น กระทรวงหรือหน่วยงานรัฐบาล ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้ จะต้องเป็นหน่วยงานของรัฐบาลไทย
• net.th สำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (ISP) ซึ่งได้รับอนุญาตให้เปิดบริการจากการสื่อสารแห่งประเทศไทย (CAT) หรือผู้ได้รับสิทธิ์ในการให้บริการจาก ISP โดยมีหนังสือยืนยันจาก ISP นั้น ๆ
• or.th สำหรับองค์กรที่ไม่แสวงผลกำไร
• mi.th สำหรับหน่วยงานทางทหาร
เนื่องจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เน็ต ทำให้การแบ่งชื่อโดเมนตามประเภทขององค์การเริ่มไม่เพียงพอ จึงกำลังมีการพิจารณาที่จะเพิ่มชื่อโดเมนระดับบนสุดเพิ่มขึ้นอีก 7 ชื่อ รหัสโดเมน ใช้สำหรับ
firm องค์กรทางธุรกิจ
store บริษัทที่มีการค้าขายสินค้า
web สำหรับเว็บไซต์ที่เน้นทางด้าน World Wide Web
art สำหรับเว็บไซต์ทางวัฒนธรรม
into บริการสารสนเทศ
nom สำหรับเว็บไซต์เฉพาะบุคคล
rec สำหรับเว็บไซต์ด้านความบันเทิง
ในการจดโดเมนเนมในกรณีที่มีเว็บไซด์แล้ว จะต้องมี DNS Server Name ก่อน การที่ต้องทำการจดชื่อนั้นด้วยเพราะการใช้โดเมนเนมจะเป็นชื่อที่เข้าใจง่ายสำหรับคนทั่วๆ ไป แต่สำหรับ เครื่องคอมพิวเตอร์ จะต้องมีการแปลงสัญญาณ ให้อยู่ในรูปของ IP Address ก่อน เครื่องนี้ เรียกว่า DNS Name Server มีด้วยกัน 2 ส่วน
Primary Name Server เป็นเครื่องมือหลักที่เก็บข้อมูล ชื่อ และ IP Address
Secondary Name Server เป็นเครื่องสำรองในการเก็บสำเนาข้อมูลทั้งหมดของเครื่อง Primary
ซึ่งอาจมีการสำรองมากกว่า 1 เครื่องก็ได้ โดยการจะจด DNS Name Server ได้จะต้องมี เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เปิดอยู่ตลอด 24 ชั่วโมง เช่น ที่ผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตหรือ ISP (Internet Service Procider) มหาวิทยาลัยใหญ่ บริษัทใหญ่และผู้ให้บริการรับฝากเว็บซึ่ง เรียกว่า Web Presence หรือ Web Hosting เป็นต้น
ความสำคัญของโดเมนกับการสร้างเว็บ
โดเมน (Domain Name) คือ ชื่อเว็บไซต์หรือชื่อเฉพาะที่ใช้เรียกแทนเว็บไซต์นั้นๆ เปรียบเสมือนชื่อบุคคลทั่วๆไป ที่ใช้เป็นสรรพนามเรียกแทนตนเอง ที่สำคัญคือ ชื่อและนามสกุลจะต้องไม่ซ้ำกับใคร เพื่อการแสดงตัวบุคคลที่ถูกต้องชื่อโดเมนก็เช่นเดียวกัน จะต้องไม่ซ้ำเพื่อการเรียกหาเว็บไซต์ที่ต้องการ หรืออีกนัยหนึ่ง "ชื่อเว็บไซต์" ก็คือสิ่งแรกที่แสดงหรือประกาศความมีตัวตนบนอินเทอร์เน็ตให้คนทั่วไปได้รู้จัก ซึ่งสามารถมีได้ชื่อเดียวเท่านั้นทั่วโลก
การเลือกแพคเกจ
เว็บโฮสติ้งแต่ละบริษัท ก็จะมีแพคเกจให้เลือก เช่น เนื้อที่ 25MB. 50MB. 100 MB. เป็นต้น ซึ่งการเลือกแพคเกจต่างๆ นั้น ก็ต้องขึ้นอยู่กับเว็บไซต์ด้วยว่าใช้เนื้อที่มากน้อยแค่ไหน อันนี้เนื้อที่มากราคาค่าบริการก็สูงขึ้นตามไปด้วย แต่ถ้าหากต้องการประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถเลือกแพคเกจต่ำที่สุด แล้วเมื่อเว็บไซต์มีเนื้อที่เต็มแล้ว ก็นำข้อมูลที่เหลือ ไปฝากตามเซิร์ฟเวอร์ฟรีต่างๆ และสิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ในการเลือกเว็บโฮสติ้ง คือ ต้องพิจารณาว่า เว็บไซต์ของเรา ต้องการให้คนเข้ามาชมมากน้อยแค่ไหน เพราะบางบริษัท อาจจะจำกัดการโอนถ่ายข้อมูล หรือ Data Transfer ซึ่งถ้าหากเราต้องการให้เว็บไซต์ของเรา มีผู้เข้าชมมาก แล้วเราไปเลือกโฮสติ้งที่จำกัดการโอนถ่ายข้อมูลต่อเดือน ก็อาจเกิด ความเสียหายกับเว็บไซต์ของเราได้ เพราะเมื่อครบจำนวนการโอนถ่ายข้อมูลแล้ว ก็ไม่สามารถจะเปิดดูเว็บไซต์นั้นได้ ควรจะเลือกบริษัทโฮสติ้งที่ไม่จำกัดการโอนถ่ายข้อมูล เพราะจะช่วยให้เว็บไซต์เราสามารถดาวน์โหลดข้อมูลมาได้ไม่จำกัด หากต้องการราคาที่ต่ำลงไปและมีคนเข้าชมเว็บไซต์ไม่เยอะ ก็อาจจะใช้แบบจำกัด การโอนถ่ายข้อมูลด้วยก็ได้ เพราะจะประหยัดค่าบริการได้
ความสำคัญของการจดทะเบียนชื่อโดเมน
ชื่อโดเมนหนึ่งๆ สามารถมีได้ชื่อเดียวทั่วโลก ดังนั้นหากชื่อที่เป็นประโยชน์ต่อธุรกิจของเรา ถูกผู้อื่นแย่งจดไป เราก็จะเสียประโยชน์ในการดำเนินธุรกิจ อีกทั้งชื่อโดเมนที่ สั้น กระชับ จดจำง่าย ก็ได้ถูกจดไปมากแล้ว ดังนั้นประเด็นที่สำคัญน่าจะอยู่ที่ความเชื่อถือ ความไว้วางใจ ระบบรักษาความปลอดภัยมากกว่า เพราะหากจดทะเบียนได้ฟรี หรือได้ราคาที่ถูกกว่า จากนายทะเบียน ท่านอื่น ๆ ทั้งในและต่างประเทศ เมื่อใดที่เว็บไซต์เกิดประสบความสำเร็จ หรือมีมูลค่าขึ้นมา เช่น e-commerce, trademark, copyright เราก็จะเป็นผู้ครอบครองเองตั้งแต่ต้น
ชื่อโดเมน เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้าง และถือว่าเป็นทรัพย์สินทางปัญญา โดยแต่ละประเทศจะมีหน่วยงานรับผิดชอบการจดทะเบียนชื่อโดเมน เช่น ประเทศไทย รับผิดชอบโดย "ศูนย์สารสนเทศเครือข่ายประเทศไทย - THNIC : Thailand Network Information Center"
ประเภทของเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
ปัจจุบันมีผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) อยู่มากมาย สามารถแบ่งประเภทของเว็บโฮสติ้ง เป็น 2 แบบ คือ
1. แบบที่ต้องเสียค่าบริการ (เรียกว่า ค่าเช่า หรือ ค่าฝากเว็บ)
2. แบบที่ให้บริการฟรี
แบบที่ต้องเสียค่าบริการ
ปัจจุบันมีการบริการแบ่งย่อยออกเป็นหลายแบบ ดังนี้
Dedicated Server คือ เช่าเหมาทั้งตัว ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการเช่าอาคารทั้งอาคาร หรือถ้าเปรียบการบริการของเครื่องบินก็คือการเช่าแบบเหมาลำ เหมาะสำหรับเว็บไซต์ขององค์การขนาดใหญ่
Colocation คือ การที่เอาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเว็บโฮสติ้งเซิฟเวอร์ของเราเองไปฝากไว้ที่ศูนย์บริการ อินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมต่อ Online ตลอด 24 ชั่วโมง ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการที่เราขอเช่าทำเลพื้นที่ แต่อาคารเป็นของบเราเอง เหมาะสำหรับเว็บไซต์ขององค์กรขนาดใหญ่มาก ๆ เพราะค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง
Shared Hosting คือ การแบ่งเช่าพื้นที่บางส่วนเพื่อฝากเว็บไซต์ของเราเอาไว้ที่นั่น ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการเช่าบางห้อง บางชั้น แบบนี้มีให้เลือกใช้ทั้งชนิด วินโดวส์ (Windows) ยูนิกซ์ (Unix) และลีนุกส์ (Linux)ซึ่งเว็บไซต์ส่วนใหญ่ใช้บริการแบบนี้ เนื่องจากค่าใช้จ่ายต่ำ เหมาะสำหรับเว็บขององค์กรตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนขนาดกลาง บริษัท ห้างร้าน โรงเรียน เว็บไซต์ส่วนบุคคล เว็บไซต์ขายสินค้า และบริการ
วินโดวส์ (Windows) คือ เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาต่อจากดอส ( (DOS) เป็นซอฟต์แวร์จัดระบบงานที่พัฒนามานานแล้ว การใช้งานจึงใช้คำสั่งเป็นตัวอักษร ดอสเป็นซอฟต์แวร์ที่รู้จักกันดีในหมู่ผู้ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์) เพื่อเน้นการใช้งานที่ง่ายขึ้น สามารถทำงานหลายงานพร้อมกันได้ โดยงานแต่ละงานจะอยู่ในกรอบช่องหน้าต่างที่แสดงผลบนจอภาพ การใช้งานเน้นรูปแบบกราฟิก ผู้ใช้งานสามารถใช้เมาส์เลื่อนตัวชี้ตำแหน่งเพื่อเลือกตำแหน่งที่ปรากฏบนจอภาพ ทำให้ใช้งานคอมพิวเตอร์ได้ง่าย วินโดวส์จึงได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน เช่น Windows 98 , Windows Me, Windows 2000, Windows XP เป็นต้น (ประยูร, 2007)
ยูนิกซ์ (Unix) เป็นระบบปฏิบัติการที่ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1969 โดยบริษัทเอทีแอนด์ที เพื่อใช้กับเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ โดยเริ่มแรกจะถูกใช้เพื่องานวิจัยหรือเพื่อการศึกษาในมหาวิทยาลัยเท่านั้น ต่อมาได้ถูกนำมาใช้ในทางธุรกิจและเป็นที่นิยมแพร่หลายจนมาถึงปัจจุบัน เนื่องจากยูนิกซ์เป็นระบบปฏิบัติการแบบระบบหลายผู้ใช้ (multi-user system) และสนับสนุนการทำงานแบบระบบหลายภารกิจ (multitasking) ที่เปิดโอกาสผู้ใช้สามารถดำเนินงาน (run)ได้มากกว่าหนึ่งงานในเวลาเดียวกัน และเนื่องจากเป็นระบบปฏิบัติการที่ถูกพัฒนาขึ้นด้วยภาษาซี (ดวงแก้ว สวามิภักดิ์, 2521, หน้า 11-13 )
ลินุกส์ (Linux) เป็นชื่อของระบบปฏิบัติการ (operating system: OS) ชนิดหนึ่ง เช่นเดียวกับ ดอส (DOS) วินโดวส์ 95 (Windows 95) วินโดวส์ เอ็นที (Windows NT) โอเอสทู (OS/2) และยูนิกซ์ (Unix) แต่จะมีลักษณะการทำงานและโครงสร้างเช่นเดียวกับระบบยูนิกซ์มาก ซึ่งก็มีมหาวิทยาลัย จำนวนมากที่สอนระบบยูนิกซ์โดยใช้ระบบปฏิบัติการลินุกซ์ในทดลอง เพราะมีค่าใช้จ่ายถูก ลินุกซ์ถูกออกแบบมาให้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ใช้หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู
แบบที่ให้ใช้ฟรี ไม่ต้องเสียค่าบริการใด ๆ
เป็นเว็บโฮสติ้งที่บริการฟรี ไม่คิดค่าใช้จ่ายใดๆ เลย เช่น
htt://www. thcity.com
htt://www. thaicool.com
htt://www. thaiinfonet.com
htt://www. thainame.net
htt://www. pantown.com เป็นต้น
ส่วนใหญ่อยู่ได้จากการได้ค่าโฆษณา มีหลายรายให้บริการฟรีอยู่ช่วงระยะหนึ่ง จากนั้นก็เปลี่ยนเป็นคิดค่าบริการแทนเนื่องจากรายได้จากการโฆษณาไม่คุ้มค่าใช้จ่าย ดังนั้นรายชื่อผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้งฟรีอาจมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อย ๆ
การเลือกเว็บโฮสติ้ง
- ภาษาที่ใช้พัฒนา ซึ่งก็อย่างที่กล่าวมาแล้วว่าภาษาที่ใช้ในการพัฒนานั้นหลักๆ ก็จะมีอยู่ 2 ภาษา คือ PHP กับ ASP ก็ขึ้นอยู่กับความผู้ที่ต้องการใช้งานโฮสนั้นมีความรู้ทางภาษาด้านไหนก็เลือกใช้งานโฮสที่รองรับการทำงานของภาษานั้น เนื่องจากถ้าโปรแกรมมีปัญหาหรือมีข้อขัดข้องผู้ใช้งานก็สามารถที่จัดการแก้ไข ปรับปรุงเองได้ แต่ในขณะเดียวกันนอกจากภาษา PHP กับ ASP แล้วก็ยังจะมีภาษาอื่นๆ อีก เช่น Java, python, perl หรือ xml
- ปริมาณเนื้อที่ในการจัดเก็บข้อมูล โดยในส่วนนี้ผู้ใช้งานก็จะต้องดูรายละเอียดของข้อมูลเว็บโฮสติ้งแต่ละรายว่าให้เนื้อที่เท่าไร ซึ่งตรงนี้ผู้ที่ต้องการใช้งานก็จะต้องกำหนดแบบแผนหรือรูปแบบของเว็บก่อนว่าจะเว็บประเภทใดออกมา เว็บนั้นมีเนื้อหาประเภทใด เพื่อที่จะให้ประมาณเนื้อที่ที่ต้องการใช้งานได้และจะได้เลือกปริมาณตามที่ต้องการจากผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้งได้
- ฐานข้อมูล ในการทำเว็บไซต์นั้นก็คงจะหนีเรื่องของการเก็บข้อมูลไม่พ้น ซึ่งก็ต้องใช้ฐานข้อมูลและก็จะแตกต่างกันตามประเภทของเว็บโฮสติ้งที่ใช้งาน โดยถ้าเป็น Linux หรือ FreeBSD ฐานข้อมูลที่นิยมใช้ก็คือ MySQL ส่วนทางฝั่ง Windows ฐานข้อมูลที่นิยมใช้ก็จะเป็น Access หรือ MS SQL ทั้งนี้ก็จะต้องดูฟีเจอร์หรือข้อกำหนดของผู้ให้บริการว่าจะให้ใช้งานแบบใด และอีกส่วนหนึ่งที่ต้องทราบก็คือ จำนวนฐานข้อมูลที่สร้างได้ เนื่องจากบางครั้งผู้ใช้งานมีความจำเป็นที่ต้องสร้างฐานข้อมูลมากกว่า 1 ฐานข้อมูลเพื่อที่จะใช้ในการเก็บข้อมูล เพราะโฮสบางรายจะให้สร้างได้เพียง 1 ฐานข้อมูล บางรายให้สร้างได้ 5 ฐานข้อมูลบางรายให้สร้างได้ไม่จำกัด ก็ให้เลือกตามความต้องการใช้งาน
- Data Transfer / เดือน คือ อัตราในการถ่ายโอนข้อมูลต่อเดือน หรือเรียกอีกอย่างว่าจำนวนข้อมูลที่วิ่งเข้าออกระหว่าเว็บไซต์ของเราและผู้ใช้งาน ซึ่งส่วนมากก็จะมีหน่วยเป็น GB/เดือน
- Operating System Platform เป็นรูปแบบของระบบปฏิบัติการที่ตัวโฮสใช้งานจะมีอยู่ 2 ระบบปฏิบัติการใหญ่ๆ ที่ใช้งานกันก็คือ Windows หรือ Linux (FreeBSD) ซึ่งจะเป็นการบอกตัวระบบการทำงานของโฮสด้วย ซึ่งถ้าโฮสที่ใช้ Windows เป็นระบบปฏิบัติการ นั่นก็หมายความว่าตัวภาษาที่ใช้งานก็จะเป็น ASP หรือ ASP.Net และ PHP ซึ่งตัว PHP นั้นก็จะเป็นส่วนที่ลงเสริมเข้าไปให้สามารถทำงานได้ ส่วนโฮสที่ใช้ Linux (FreeBSD) เป็นระบบปฏิบัติการภาษาที่ใช้งานก็จะเป็น PHP ส่วนในเรื่องของฐานข้อมูลนั้น โฮสที่ใช้ Windows เป็นระบบปฏิบัติการสามารถใช้งานฐานข้อมูลได้หลายแบบไม่ว่าจะเป็น Access, MS SQL, Oracle หรือแม้แต่ MySQL สำหรับรองรับการทำงานของ PHP เป็นต้น ส่วนโฮสที่ใช้ Linux (FreeBSD) ตัวฐานข้อมูลที่นิยมใช้งานมากที่สุดก็จะเป็น MySQL
- AntiVirus / Spam Filter เป็นส่วนของฟังก์ชันเพิ่มเติมที่จะช่วยป้องกันไวรัสที่จะมาทำลายระบบของเราหรือการ Spam ของข้อความที่ไม่พึงประสงค์และเพื่อป้องกันการยิงเว็บไซต์ด้วย ซึ่งส่วนมากแล้วโฮสทุกโฮสก็จะให้อยู่แล้วแต่ประสิทธิภาพในการทำงานและการหมั่นตรวจสอบดูแลอาจจะไม่เท่ากัน เนื่องจากบ้างครั้งก็จะต้องเฝ้าดูพฤติกรรมของคนเล่นอินเทอร์เน็ตด้วยว่าเข้ามาด้วยจุดประสงค์อะไร มีแพ็คเกจแปลกๆ เข้ามาหรือไม่อันจะเป็น บ่อเกิดให้โฮสของเรา เกิดความเสียหายได้
- Web Based Email ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าเมลล์ ซึ่งนั่นหมายถึง โฮสที่ผู้ใช้งานจะไปใช้งานนั้นมีบริการเมลล์ด้วยหรือไม่ โดยการทำงานของเมลล์นั้นก็จะเป็นลักษณะของเว็บเพจ จึงได้เรียกว่า Webmail ก็เหมือน Hotmail, Yahoo นั่นแหละ ซึ่งส่วนมากแล้วโฮสที่จะไปเช่านั้นก็จะมีเนื้อที่ของเมลล์มาให้อยู่แล้ว ซึ่งเนื้อที่นั้นก็จะรวมกับเนื้อที่ของตัวเว็บไปด้วย เรียกว่าเป็นโฮสแบบแชร์นั่นเอง เช่น ผู้ใช้งานเช่า โฮสเนื้อที่ 200MB ซึ่งนั่นก็หมายความว่าในพื้นที่ 200MB นั้นเป็นเนื้อที่ในการเก็บเนื้อหาของเว็บและเนื้อที่ของเมลล์ด้วยรวมกับ 200MB ซึ่งถ้าโฮสในมีบริการ WebMail ก็จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถอ่านเมลล์จากคนอื่นๆ ที่ส่งมาหายังผู้ที่ทำเว็บได้ โดยที่จะมีชื่อสกุลเป็นชื่อเว็บที่ได้จดทะเบียนไว้เช่น จดทะเบียนไว้ชื่อ www.webweb.com ก็อาจจะใช้เมลล์ว่า mail@webweb.com ก็ได้ ซึ่งก็จะเป็นการสื่อการกับผู้ที่เข้ามาชมได้ดีอีกส่วนหนึ่งด้วย
- Sub Domain เป็นชื่อย่อยๆ ของเว็บไซต์ที่สร้างขึ้น ซึ่งก็จะเหมาะสมสำหรับองค์กรหรือมหาวิทยาลัยที่มีหลายๆ แผนก เช่น องค์กร A จดทะเบียนไว้ชื่อ www.webweb.com แล้วมีแผนกย่อย คือ sale, marketing, support เป็นต้น ซึ่งแผนกเหล่านี้ก็มีเว็บไซต์เป็นของตนเอง การที่จะไปจดทะเบียนใหม่เลยก็จะทำให้เป็นการเพิ่มค่าใช้จ่ายได้ จึงต้องสร้างชื่อย่อยๆ ลงมาภายในองค์กรนั้น ซึ่งแผนก sale ก็จะได้เป็น sale.webweb.com, แผนก marketing ก็จะได้เป็น marketing.webweb.com และแผนก support ก็จะได้เป็น support.webweb.com ซึ่งก็จะเห็นว่าองค์กรเดียวกันนั้นก็จะมีชื่อเว็บไซต์ที่เหมือนๆ กัน แต่ต่างกันที่แผนก ซึ่งก็จะทำให้การจดจำและการบริหารจัดการทำได้ง่าย โดยถ้าโฮสตัวไหนที่ผู้ใช้งานไปเช่า ไม่มีฟีเจอร์นี้ก็ไม่ค่อยน่าสนใจเท่าไร แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ที่ต้องการใช้งานมากกว่า
- Backup หรือการสำรองข้อมูล ซึ่งปกติการทำเว็บไซต์นั้นผู้ที่รับผิดชอบในเรื่องข้อมูลหรือเนื้อหาของเว็บก็จะเป็นผู้ที่จัดทำที่จะต้องกระทำด้วยตนเอง แต่ส่วนนี้เรียกว่าเป็นของแถมสำหรับผู้เช่าโฮสดีกว่า ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับว่าผู้ให้บริการเช่าโฮสนั้นมีฟีเจอร์นี้หรือไม่ เช่นจะมีการสำรองข้อมูลเก็บไว้ให้ผู้เช่าเป็นกรณีพิเศษ นอกจากการ Backup Time ปกติของเครื่องเซิรฟ์เวอร์ เช่น อาจจะมีการไรท์ลงแผ่น DVD ส่งมาให้ผู้เช่าทุกๆ เดือน เป็นต้น ซึ่งก็จะเป็นการดีที่ทำให้ผู้ที่ไปเช่ามีความปลอดภัยของข้อมูลในระดับหนึ่ง ซึ่งตรงนี้ถ้ามีก็อาจจะมีการค่าบริการเพิ่มขึ้นก็ให้ผู้เช่าเว็บโฮสติ้งนั้นทำการตรวจสอบราคาของผู้ให้บริการแต่ละรายด้วยว่ามากน้อยเพียงใด คุ้มค่าต่อการใช้งานหรือไม่
- FTP access ในการอัพโหลดข้อมูลขึ้นไปยังเว็บไซต์หนทางที่สะดวกที่สุดก็คือการใช้บริการผ่านระบบ FTP เพราะจะทำให้เกิดความรวดเร็วในการทำงานและขนย้ายไฟล์จำนวนมากๆ ได้ดี ถ้าโฮสไหนที่มีบริการอัพโหลดข้อมูลผ่านตัว Browser นั้นบอกได้เลยว่า ไม่ขอแนะนำ เพราะจะทำให้การทำงานนั้นล่าช้าและเกิดความไม่สะดวกเอามากๆ ซึ่งการอัพข้อมูลผ่านระบบ FTP นั้นก็ใช้โปรแกรม FTP Client ทั่วๆ ไปตามแต่ความถนัดของตนเอง เช่น WS-FTP, Cute FTP
- File Manager เป็นตัวจัดการไฟล์ผ่านหน้าเว็บ ซึ่งตรงนี้ก็จะคล้ายๆ การใช้โปรแกรม FTP หรือ Windows Explorer แต่จะมีการทำงานผ่านทางเว็บไซต์หรือออนไลน์ (Online) ได้ทันที แต่ในการใช้งานด้วยตัว File Manager นั้นก็จะต้องมีข้อที่ควรระวังอย่างหนึ่งก็คือ ความเร็วในการใช้งานอินเทอร์เน็ตถ้าช้ามากๆ ก็จะทำให้การโอนไฟล์มีปัญหาได้ แต่ไม่ใช่เฉพาะ File Manager เท่านั้นโปรแกรมประเภท FTP ก็มีปัญหา แต่การทำงานบางอย่างจะสะดวกกว่าเพราะโปรแกรม FTP ทำงานที่เครื่อง ไคส์เอ็นส์ ซึ่งถ้าโฮสมีตัว File Manager มาให้ก็จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถใช้งานได้อย่างสะดวกอีกทางหนึ่งด้วย
- คอมโพเน้นท์ต่างๆ ในการเลือกที่จะเช่าโฮสมาทำเว็บไซต์นั้นก็จะต้องศึกษาหรือสอบถามทางโฮสก่อนว่ามีคอมโพเน้นท์อะไรให้ใช้งานบ้าง เนื่องจากในการทำเว็บไซต์ของเรานั้นอาจจะต้องใช้คอมโพเน้นท์มาเสริมการทำงานด้วย ซึ่งคอมโพเน้นท์ส่วนมากนั้นจะต้องเสียค่าใช้จ่าย โดยเฉพาะคอมโพเน้นท์ของภาษา ASP ส่วนภาษา PHP นั้นส่วนหนึ่งก็จะฟรีเป็นส่วนมาก แต่บางส่วนก็จะต้องซื้อเหมือนกัน ซึ่งในการที่จะเช่าโฮสก็ต้องดูว่ามีคอมโพเน้นท์อะไรบ้างให้มีมากที่สุดเท่าที่การใช้งานของผู้ใช้นั้นจะมีความจำเป็น เช่น aspSmartUpload, AspEmail หรือบางโฮสที่เป็น PHP ก็จะมีตัวเว็บสำเร็จรูปอย่าง Gallery Photo Album, PHP-Nuke หรือ Mambo มาให้ด้วย เพื่อที่จะให้ผู้ใช้งานใช้งานได้อย่างสะดวกและไม่ต้องติดตั้งเองทั้งหมดก็ทำให้เกิดความสะดวกและความรวดเร็วในการทำเว็บไซต์
- Database Control Panel / ODBC เป็นส่วนของการจัดการฐานข้อมูลที่ใช้ในเว็บไซต์ของผู้เช่าโฮส ซึ่งไม่ว่าจะเป็นโฮสที่รองรับการใช้งานภาษาใดไม่ว่าจะเป็น ASP หรือ PHP ก็จะต้องมีตัวช่วยจัดการ ไม่ว่าจะเป็นตัวช่วยสร้างฐานข้อมูล เพิ่ม ลบ หรือแก้ไข ข้อมูลเป็นต้น เนื่องจากจะทำให้ผู้ใช้งานเกิดความสะดวกในการใช้งานมากยิ่งขึ้นซึ่งในการเช่าผู้เช่าก็จะต้องสอบถามให้ละเอียดถี่ถ้วน แต่ถ้าเว็บไซต์ที่ทำไม่ได้มีส่วนที่เกี่ยวข้องกับฐานข้อมูล ในส่วนนี้ก็อาจจะไม่จำเป็นก็ได้ แต่อย่างไรก็ตามก็ให้มีไว้ก่อนเพื่อที่จะสามารถอัพเกรดต่อไปได้ในอนาคต
- รองรับระบบ WAP ในส่วนนี้ก็เป็นฟังก์ชันที่น่าสนใจเหมือนกันสำหรับการทำเว็บไซต์สำหรับองค์กร เนื่องจากระบบ WAP นั้นจะมีการใช้งานตาม PDA หรือโทรศัพท์มือถือ
- Web Site Stat ส่วนนี้ถือได้ว่าน่าจะเป็นบริการฟรีสำหรับผู้ที่เช่าเว็บไซต์ เนื่องจากโฮสนั้นจะต้องมีให้อยู่แล้วโดยอัตโนมัติ ซึ่งถ้ามีการเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเพื่อใช้งานก็จะต้องไปดูที่รายละเอียดก่อนว่ามีฟีเจอร์หรือฟังก์ชันอะไรที่เพิ่มขึ้นมาบ้าง แล้วน่าสนใจมากน้อยเพียงใด ซึ่งถ้าเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มแล้วไม่มีฟีเจอร์อะไรที่โดดเด่นน่าสนใจ ก็สามารถใช้ตัว stat ฟรีจากเว็บไซต์ที่ให้บริการฟรีได้
- รองรับระบบ SSL ถือว่าเป็นอีกส่วนที่สำคัญสำหรับผู้ที่ต้องการทำเว็บไซต์ให้มีความปลอดภัย โดยเฉพาะในเรื่องการทำร้านค้าหรือทำเว็บไซต์เก็บข้อมูล เนื่องจากระบบ SSL เป็นระบบเข้ารหัสเพื่อรักษาความปลอดภัยของข้อมูล ซึ่งถ้าโฮสที่ผู้เช่าอยู่จะทำงานทางด้านนี้ก็จะต้องให้มีระบบนี้ด้วยเพื่อที่จะให้เว็บไซต์ที่ทำมีความปลอดภัย
- การปรับปรุงเซิร์ฟเวอร์/แบ๊กอัพข้อมูล ในส่วนนี้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดอีกส่วนหนึ่งเนื่องจากเว็บไซต์ที่ผู้ใช้งานไปเช่าอยู่ที่โฮสอาจจะไม่ได้มีการแบ๊กอัพไว้ที่เครื่องตนเองตลอดเวลา เนื่องจากอาจจะทำการอัพเดตเว็บไซต์แบบออนไลน์ ถ้าที่โฮสมีระบบแบ๊กอัพไว้ให้ด้วยก็จะเป็นการดี หรือบางโฮสก็อาจจะมีการเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มนิดหน่อยเพื่อที่จะเก็บแบ๊กอัพไว้ลงซีดี โดยในการใช้งานผู้ใช้ก็ต้องศึกษาในรายละเอียดให้ครบถ้วนด้วย
- ระบบการย้ายโดเมน เป็นอีกลูกเล่นหนึ่งของผู้เช่าโฮส ซึ่งส่วนมากแล้วผู้ที่ให้บริการเช่าโฮสก็จะทำการรับจดโดเมนด้วยไปในตัวเพื่อที่จะให้ผู้ใช้งานนั้นมีข้อมูลอยู่ที่เดียวทำให้ง่ายต่อการจัดการ แต่สำหรับผู้ใช้งานแล้วอาจจะไม่พอใจในบางส่วนเช่น ผู้ให้บริการรายนี้ทำโฮสเช่าพื้นที่ไม่ดี ระบบล่มบ่อย แต่ดูแลโดเมนดีก็อาจจะไปใช้โฮสที่อื่น ซึ่งส่วนมากแล้วผู้ที่รับเช่าโฮสก็จะมีบริการย้ายโดเมนของตนเองเพื่อง่ายต่อการจัดการ ผู้ที่จะเช่าโฮสน่าจะมีพื้นที่โฮสและโดเมนอยู่ที่เดียวกัน
- บริการหลังขาย บริการหลังขายจะเป็นส่วนที่ทำให้ผู้ใช้งานประทับใจในตัวสินค้าหรือโฮสไม่ว่าจะเป็นกรณีที่มีปัญหาแล้วสามารถรับแก้ปัญหาได้ทันท่วงที สามารถปรึกษาหารือเรื่องโฮสได้ ก็จะทำให้เกิดความประทับใจ และไม่ถือว่าเป็นการทิ้งลูกค้า
- รายชื่อลูกค้าตัวอย่าง เป็นการสร้างความเชื่อมั่นแก่ผู้ที่จะมาใช้งานส่วนหนึ่งซึ่งก็จะต้องดูว่ามีหน่วยงานหรือบริษัทไหนมาที่จะใช้งานบ้างก็จะเป็นการสร้างความเชื่อมั่นได้ แต่ก็จะต้องดูด้วยว่าเป็นชื่อโดเมนที่จดมาแอบอ้างหรือไม่ เมื่อคลิกเข้าไปแล้วก็ล่มหรือดูไม่ได้
บทสรุป
เว็บโฮสติ้ง คือ เป็นรูปแบบการให้บริการ ที่ให้ผู้ใช้สามารถนำเว็บเพจของตน
ขึ้นไปออนไลน์บนอินเทอร์เน็ตได้ สามารถเข้าดูได้ตลอด 24 ชั่วโมงและสามารถเข้าดูได้ทุกที่
ที่มีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ผู้ใช้บริการต้องทำการจดโดเมนเนม เพื่อแสดงความเป็นเจ้าของ
เว็บไซต์ เว็บโฮสติ้ง มี 2 รูปแบบ คือ แบบเสียค่าบริการและแบบที่ให้บริการฟรี
การเลือกใช้เว็บโฮสติ้งต้องศึกษารายละเอียดหลายๆ ประการ เช่น ภาษาที่ใช้ ปริมาณเนื้อที่
ฐานข้อมูลในการทำเว็บไซต์ ฟังก์ชั่นต่างๆ และบริการหลังการขาย
เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) ถือกำเนิดขึ้นมาพร้อมกับการใช้งานอินเทอร์เน็ต สำหรับ ประเทศไทยกลุ่มแรกที่ใช้เว็บโฮสติ้งจะเป็นมหาวิทยาลัยได้มีการเชื่อมต่อผ่านทางการสื่อสารแห่งประเทศไทย ให้บริการเฉพาะสถาบันการศึกษา หน่วยงานราชการและบริษัทหรือ องค์กรขนาดเล็ก โดยไม่ได้หวังผลกำไร ต่อมาเว็บโฮสติ้งมีรูปแบบการให้บริการใน เชิงพาณิชย์และ เปิดบริการแบบเสรี โดยมีการกระจายการให้บริการออกมายัง กลุ่มผู้ประกอบธุรกิจทั้งขนาดกลางและขนาดเล็ก ด้วยเหตุผลทางด้านการเติบโตทางเศรษฐกิจและธุรกิจในการใช้งานอินเตอร์เน็ตที่มากขึ้นนั่นเอง ในปัจจุบันการให้บริการเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) มีสองประเภท คือ การให้ใช้บริการฟรี และการให้ใช้บริการที่ต้องเสียค่าบริการ
ความหมายของเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
คำว่าเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) หรือ เซิฟเวอร์ (Server) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เว็บโฮสท์ (WebHost) หรือ โฮสท์ (Host) มีผู้ให้ความหมายไว้ดังต่อไปนี้
น้ำทิพย์ วิภาวิน (2549, หน้า 55-56) กล่าวว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) คือ คอมพิวเตอร์ ที่ได้ติดตั้งโปรแกรมบริการเว็บเอาไว้และได้มีการเชื่อมต่อ Online ระบบอินเทอร์เน็ต ไว้ตลอด 24 ชั่วโมง ทำให้ผู้เข้าชมทั่วโลกสามารถเปิดดูเว็บไซต์ได้ตลอดเวลา”
(เว็บไทยโซน, 2007) ให้ความหมายว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) คือ พื้นที่การใช้งาน ในอินเทอร์เน็ต มีลักษณะที่เปรียบเหมือนกับฮาร์ดดิสก์ในเครื่องคอมพิวเตอร์ มีรูปแบบ การให้บริการที่อนุญาตให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไป Online บนอินเทอร์เน็ตได้ ทุกเว็บ เพจที่ออนไลน์บนอินเตอร์เน็ตจะต้องได้รับการฝากหรือเก็บไว้บนคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า เว็บเซิร์ฟเวอร์สามารถเข้าถึงได้ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทุกที่ที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต”
(บริษัท ไอเดียล ครีเอชั่น เซ็นเตอร์, 2007) ให้ความหมายว่า “เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) หมายถึง รูปแบบการให้บริการที่อนุญาตให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไป Online บนอินเทอร์เน็ตได้ซึ่งเว็บโฮสติ้งนี้ มีอีกชื่อหนึ่งว่า “HSP” ย่อมาจาก Hosting Service Provider หรือผู้ให้บริการ เว็บโฮสติ้งทำเป็นธุรกิจ ที่นำเอาเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับงานสร้างเว็บไซต์มาให้บริการ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้เว็บไซต์นั้นสามารถออนไลน์บนอินเทอร์เน็ต สามารถเข้าถึงได้ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทั่วโลกที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต”
จากความหมายข้างต้น สรุปได้ว่า เว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) เป็นรูปแบบการให้บริการที่ให้ผู้ใช้บริการสามารถนำเว็บเพจของตนเองขึ้นไปออนไลน์บนอินเทอร์เน็ตได้ สามารถเข้าถึงได้ ตลอด 24 ชั่วโมง และเข้าถึงได้ทั่วโลกที่มีการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต
การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตง่าย ๆ แค่พิมพ์ชื่อเว็บไซต์ของคุณ (Domain Name) ตัวอย่างเช่น htt://www.yourcompany.com/ ผู้ให้บริการจะทำการติดตั้งระบบทั้งหมดให้คุณ เมื่อมีบุคคลที่พิมพ์ชื่อเว็บไซต์ของคุณ (Web address) ชื่อนั้นจะถูกส่งตามเส้นทางจากเครื่องคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งไปพบเครื่องเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่คุณฝากเว็บไซต์ไว้ (Host computer) ในเวลาเพียงเสี้ยวนาที
โดเมนเนม (Domain Name)
โดเมนเนม (Domain Name) ที่อยู่คล้าย ๆ กับที่อยู่ของบ้าน หรือที่ทำงาน โดยเปรียบเทียบเป็นที่อยู่ทางอินเตอร์เน็ตนั่นเอง โดเมนเนมจะเป็นสิ่งที่ทำให้ผู้คนและเครื่องคอมพิวเตอร์รู้ว่าอยู่ที่ไหนเปรียบเทียบง่ายๆ ก็เป็นเหมือนบ้านเลขที่ และโดเมนเนมแต่ละชื่อจะไม่ซ้ำกัน นั่นหมายถึงว่า ชื่อโดเมนของเราจะต้องไม่ซ้ำกับของคนอื่นแน่นอน
การขอจดโดเมนเนม การขอจดโดเมนเนมนั้น สามารถขอจดได้โดยที่ไม่ต้องทำเว็บไซต์ ฉะนั้นผู้ที่ยังไม่พร้อมที่จะมีเว็บไซต์เป็นของตัวเอง สามารถของจดโดเมนเนมเพื่อสงวนชื่อบริษัทห้างร้านของตนเองไว้ก่อนได้ ทั้งยังป้องกันมิให้ผู้อื่นมายื่นขอจดไปก่อน เรียกว่า Domain Parking
ขั้นตอนการขอจดโดเมนเนม
การเลือกโดเมนเนมนั้น จำเป็นต้องรู้เสียก่อนว่า โดเมนเนมมีองค์ประกอบหลายส่วนดังนี้ www.kingdomplaza.com
ส่วนที่ 1 ส่วนที่ 2 ส่วนที่3
ส่วนที่ 1 สับโดเมน ( Sub Domain Name ) คือ คำที่อยู่ก่อนชื่อโดเมนเนม
ส่วนที่ 2 Second-Level Domain Name ในส่วนนี้จะเป็นชื่ออะไรก็ได้แต่ห้ามซ้ำกัน
ส่วนที่ 3 Top-level Domain Name จะเป็นการบอกประเภทของเว็บไซด์และรหัสประเทศ
• co.th สำหรับการพาณิชย์และธุรกิจ ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้จะต้องเป็นองค์กรพาณิชย์ที่จดทะเบียนในประเทศไทย หรือบริษัทต่างประเทศที่มีตัวแทนอยู่ในประเทศไทย และตัวแทนนั้นจะต้องจดทะเบียนในประเทศไทยและได้รับการโอนสิทธิในการลงทะเบียนโดเมนเนม จากบริษัทแม่ในต่างประเทศเป็นที่เรียบร้อย
• in.th สำหรับหน่วยงานทุกประเภท และบุคคลทั่วไป
• ac.th สำหรับสถาบันการศึกษา ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้จะต้องเป็นสถาบันการศึกษาที่จดทะเบียนในประเทศไทย
• go.th สำหรับการใช้ของภาครัฐบาล เช่น กระทรวงหรือหน่วยงานรัฐบาล ผู้สมัครขอลงทะเบียนโดเมนเนมภายใต้หมวดหมู่นี้ จะต้องเป็นหน่วยงานของรัฐบาลไทย
• net.th สำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (ISP) ซึ่งได้รับอนุญาตให้เปิดบริการจากการสื่อสารแห่งประเทศไทย (CAT) หรือผู้ได้รับสิทธิ์ในการให้บริการจาก ISP โดยมีหนังสือยืนยันจาก ISP นั้น ๆ
• or.th สำหรับองค์กรที่ไม่แสวงผลกำไร
• mi.th สำหรับหน่วยงานทางทหาร
เนื่องจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เน็ต ทำให้การแบ่งชื่อโดเมนตามประเภทขององค์การเริ่มไม่เพียงพอ จึงกำลังมีการพิจารณาที่จะเพิ่มชื่อโดเมนระดับบนสุดเพิ่มขึ้นอีก 7 ชื่อ รหัสโดเมน ใช้สำหรับ
firm องค์กรทางธุรกิจ
store บริษัทที่มีการค้าขายสินค้า
web สำหรับเว็บไซต์ที่เน้นทางด้าน World Wide Web
art สำหรับเว็บไซต์ทางวัฒนธรรม
into บริการสารสนเทศ
nom สำหรับเว็บไซต์เฉพาะบุคคล
rec สำหรับเว็บไซต์ด้านความบันเทิง
ในการจดโดเมนเนมในกรณีที่มีเว็บไซด์แล้ว จะต้องมี DNS Server Name ก่อน การที่ต้องทำการจดชื่อนั้นด้วยเพราะการใช้โดเมนเนมจะเป็นชื่อที่เข้าใจง่ายสำหรับคนทั่วๆ ไป แต่สำหรับ เครื่องคอมพิวเตอร์ จะต้องมีการแปลงสัญญาณ ให้อยู่ในรูปของ IP Address ก่อน เครื่องนี้ เรียกว่า DNS Name Server มีด้วยกัน 2 ส่วน
Primary Name Server เป็นเครื่องมือหลักที่เก็บข้อมูล ชื่อ และ IP Address
Secondary Name Server เป็นเครื่องสำรองในการเก็บสำเนาข้อมูลทั้งหมดของเครื่อง Primary
ซึ่งอาจมีการสำรองมากกว่า 1 เครื่องก็ได้ โดยการจะจด DNS Name Server ได้จะต้องมี เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เปิดอยู่ตลอด 24 ชั่วโมง เช่น ที่ผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตหรือ ISP (Internet Service Procider) มหาวิทยาลัยใหญ่ บริษัทใหญ่และผู้ให้บริการรับฝากเว็บซึ่ง เรียกว่า Web Presence หรือ Web Hosting เป็นต้น
ความสำคัญของโดเมนกับการสร้างเว็บ
โดเมน (Domain Name) คือ ชื่อเว็บไซต์หรือชื่อเฉพาะที่ใช้เรียกแทนเว็บไซต์นั้นๆ เปรียบเสมือนชื่อบุคคลทั่วๆไป ที่ใช้เป็นสรรพนามเรียกแทนตนเอง ที่สำคัญคือ ชื่อและนามสกุลจะต้องไม่ซ้ำกับใคร เพื่อการแสดงตัวบุคคลที่ถูกต้องชื่อโดเมนก็เช่นเดียวกัน จะต้องไม่ซ้ำเพื่อการเรียกหาเว็บไซต์ที่ต้องการ หรืออีกนัยหนึ่ง "ชื่อเว็บไซต์" ก็คือสิ่งแรกที่แสดงหรือประกาศความมีตัวตนบนอินเทอร์เน็ตให้คนทั่วไปได้รู้จัก ซึ่งสามารถมีได้ชื่อเดียวเท่านั้นทั่วโลก
การเลือกแพคเกจ
เว็บโฮสติ้งแต่ละบริษัท ก็จะมีแพคเกจให้เลือก เช่น เนื้อที่ 25MB. 50MB. 100 MB. เป็นต้น ซึ่งการเลือกแพคเกจต่างๆ นั้น ก็ต้องขึ้นอยู่กับเว็บไซต์ด้วยว่าใช้เนื้อที่มากน้อยแค่ไหน อันนี้เนื้อที่มากราคาค่าบริการก็สูงขึ้นตามไปด้วย แต่ถ้าหากต้องการประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถเลือกแพคเกจต่ำที่สุด แล้วเมื่อเว็บไซต์มีเนื้อที่เต็มแล้ว ก็นำข้อมูลที่เหลือ ไปฝากตามเซิร์ฟเวอร์ฟรีต่างๆ และสิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ในการเลือกเว็บโฮสติ้ง คือ ต้องพิจารณาว่า เว็บไซต์ของเรา ต้องการให้คนเข้ามาชมมากน้อยแค่ไหน เพราะบางบริษัท อาจจะจำกัดการโอนถ่ายข้อมูล หรือ Data Transfer ซึ่งถ้าหากเราต้องการให้เว็บไซต์ของเรา มีผู้เข้าชมมาก แล้วเราไปเลือกโฮสติ้งที่จำกัดการโอนถ่ายข้อมูลต่อเดือน ก็อาจเกิด ความเสียหายกับเว็บไซต์ของเราได้ เพราะเมื่อครบจำนวนการโอนถ่ายข้อมูลแล้ว ก็ไม่สามารถจะเปิดดูเว็บไซต์นั้นได้ ควรจะเลือกบริษัทโฮสติ้งที่ไม่จำกัดการโอนถ่ายข้อมูล เพราะจะช่วยให้เว็บไซต์เราสามารถดาวน์โหลดข้อมูลมาได้ไม่จำกัด หากต้องการราคาที่ต่ำลงไปและมีคนเข้าชมเว็บไซต์ไม่เยอะ ก็อาจจะใช้แบบจำกัด การโอนถ่ายข้อมูลด้วยก็ได้ เพราะจะประหยัดค่าบริการได้
ความสำคัญของการจดทะเบียนชื่อโดเมน
ชื่อโดเมนหนึ่งๆ สามารถมีได้ชื่อเดียวทั่วโลก ดังนั้นหากชื่อที่เป็นประโยชน์ต่อธุรกิจของเรา ถูกผู้อื่นแย่งจดไป เราก็จะเสียประโยชน์ในการดำเนินธุรกิจ อีกทั้งชื่อโดเมนที่ สั้น กระชับ จดจำง่าย ก็ได้ถูกจดไปมากแล้ว ดังนั้นประเด็นที่สำคัญน่าจะอยู่ที่ความเชื่อถือ ความไว้วางใจ ระบบรักษาความปลอดภัยมากกว่า เพราะหากจดทะเบียนได้ฟรี หรือได้ราคาที่ถูกกว่า จากนายทะเบียน ท่านอื่น ๆ ทั้งในและต่างประเทศ เมื่อใดที่เว็บไซต์เกิดประสบความสำเร็จ หรือมีมูลค่าขึ้นมา เช่น e-commerce, trademark, copyright เราก็จะเป็นผู้ครอบครองเองตั้งแต่ต้น
ชื่อโดเมน เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้าง และถือว่าเป็นทรัพย์สินทางปัญญา โดยแต่ละประเทศจะมีหน่วยงานรับผิดชอบการจดทะเบียนชื่อโดเมน เช่น ประเทศไทย รับผิดชอบโดย "ศูนย์สารสนเทศเครือข่ายประเทศไทย - THNIC : Thailand Network Information Center"
ประเภทของเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting)
ปัจจุบันมีผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้ง (Web Hosting) อยู่มากมาย สามารถแบ่งประเภทของเว็บโฮสติ้ง เป็น 2 แบบ คือ
1. แบบที่ต้องเสียค่าบริการ (เรียกว่า ค่าเช่า หรือ ค่าฝากเว็บ)
2. แบบที่ให้บริการฟรี
แบบที่ต้องเสียค่าบริการ
ปัจจุบันมีการบริการแบ่งย่อยออกเป็นหลายแบบ ดังนี้
Dedicated Server คือ เช่าเหมาทั้งตัว ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการเช่าอาคารทั้งอาคาร หรือถ้าเปรียบการบริการของเครื่องบินก็คือการเช่าแบบเหมาลำ เหมาะสำหรับเว็บไซต์ขององค์การขนาดใหญ่
Colocation คือ การที่เอาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเว็บโฮสติ้งเซิฟเวอร์ของเราเองไปฝากไว้ที่ศูนย์บริการ อินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมต่อ Online ตลอด 24 ชั่วโมง ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการที่เราขอเช่าทำเลพื้นที่ แต่อาคารเป็นของบเราเอง เหมาะสำหรับเว็บไซต์ขององค์กรขนาดใหญ่มาก ๆ เพราะค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง
Shared Hosting คือ การแบ่งเช่าพื้นที่บางส่วนเพื่อฝากเว็บไซต์ของเราเอาไว้ที่นั่น ถ้าเปรียบเป็นอาคารก็คล้ายกับการเช่าบางห้อง บางชั้น แบบนี้มีให้เลือกใช้ทั้งชนิด วินโดวส์ (Windows) ยูนิกซ์ (Unix) และลีนุกส์ (Linux)ซึ่งเว็บไซต์ส่วนใหญ่ใช้บริการแบบนี้ เนื่องจากค่าใช้จ่ายต่ำ เหมาะสำหรับเว็บขององค์กรตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนขนาดกลาง บริษัท ห้างร้าน โรงเรียน เว็บไซต์ส่วนบุคคล เว็บไซต์ขายสินค้า และบริการ
วินโดวส์ (Windows) คือ เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาต่อจากดอส ( (DOS) เป็นซอฟต์แวร์จัดระบบงานที่พัฒนามานานแล้ว การใช้งานจึงใช้คำสั่งเป็นตัวอักษร ดอสเป็นซอฟต์แวร์ที่รู้จักกันดีในหมู่ผู้ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์) เพื่อเน้นการใช้งานที่ง่ายขึ้น สามารถทำงานหลายงานพร้อมกันได้ โดยงานแต่ละงานจะอยู่ในกรอบช่องหน้าต่างที่แสดงผลบนจอภาพ การใช้งานเน้นรูปแบบกราฟิก ผู้ใช้งานสามารถใช้เมาส์เลื่อนตัวชี้ตำแหน่งเพื่อเลือกตำแหน่งที่ปรากฏบนจอภาพ ทำให้ใช้งานคอมพิวเตอร์ได้ง่าย วินโดวส์จึงได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน เช่น Windows 98 , Windows Me, Windows 2000, Windows XP เป็นต้น (ประยูร, 2007)
ยูนิกซ์ (Unix) เป็นระบบปฏิบัติการที่ถูกพัฒนาขึ้นในปี 1969 โดยบริษัทเอทีแอนด์ที เพื่อใช้กับเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ โดยเริ่มแรกจะถูกใช้เพื่องานวิจัยหรือเพื่อการศึกษาในมหาวิทยาลัยเท่านั้น ต่อมาได้ถูกนำมาใช้ในทางธุรกิจและเป็นที่นิยมแพร่หลายจนมาถึงปัจจุบัน เนื่องจากยูนิกซ์เป็นระบบปฏิบัติการแบบระบบหลายผู้ใช้ (multi-user system) และสนับสนุนการทำงานแบบระบบหลายภารกิจ (multitasking) ที่เปิดโอกาสผู้ใช้สามารถดำเนินงาน (run)ได้มากกว่าหนึ่งงานในเวลาเดียวกัน และเนื่องจากเป็นระบบปฏิบัติการที่ถูกพัฒนาขึ้นด้วยภาษาซี (ดวงแก้ว สวามิภักดิ์, 2521, หน้า 11-13 )
ลินุกส์ (Linux) เป็นชื่อของระบบปฏิบัติการ (operating system: OS) ชนิดหนึ่ง เช่นเดียวกับ ดอส (DOS) วินโดวส์ 95 (Windows 95) วินโดวส์ เอ็นที (Windows NT) โอเอสทู (OS/2) และยูนิกซ์ (Unix) แต่จะมีลักษณะการทำงานและโครงสร้างเช่นเดียวกับระบบยูนิกซ์มาก ซึ่งก็มีมหาวิทยาลัย จำนวนมากที่สอนระบบยูนิกซ์โดยใช้ระบบปฏิบัติการลินุกซ์ในทดลอง เพราะมีค่าใช้จ่ายถูก ลินุกซ์ถูกออกแบบมาให้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ใช้หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู
แบบที่ให้ใช้ฟรี ไม่ต้องเสียค่าบริการใด ๆ
เป็นเว็บโฮสติ้งที่บริการฟรี ไม่คิดค่าใช้จ่ายใดๆ เลย เช่น
htt://www. thcity.com
htt://www. thaicool.com
htt://www. thaiinfonet.com
htt://www. thainame.net
htt://www. pantown.com เป็นต้น
ส่วนใหญ่อยู่ได้จากการได้ค่าโฆษณา มีหลายรายให้บริการฟรีอยู่ช่วงระยะหนึ่ง จากนั้นก็เปลี่ยนเป็นคิดค่าบริการแทนเนื่องจากรายได้จากการโฆษณาไม่คุ้มค่าใช้จ่าย ดังนั้นรายชื่อผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้งฟรีอาจมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อย ๆ
การเลือกเว็บโฮสติ้ง
- ภาษาที่ใช้พัฒนา ซึ่งก็อย่างที่กล่าวมาแล้วว่าภาษาที่ใช้ในการพัฒนานั้นหลักๆ ก็จะมีอยู่ 2 ภาษา คือ PHP กับ ASP ก็ขึ้นอยู่กับความผู้ที่ต้องการใช้งานโฮสนั้นมีความรู้ทางภาษาด้านไหนก็เลือกใช้งานโฮสที่รองรับการทำงานของภาษานั้น เนื่องจากถ้าโปรแกรมมีปัญหาหรือมีข้อขัดข้องผู้ใช้งานก็สามารถที่จัดการแก้ไข ปรับปรุงเองได้ แต่ในขณะเดียวกันนอกจากภาษา PHP กับ ASP แล้วก็ยังจะมีภาษาอื่นๆ อีก เช่น Java, python, perl หรือ xml
- ปริมาณเนื้อที่ในการจัดเก็บข้อมูล โดยในส่วนนี้ผู้ใช้งานก็จะต้องดูรายละเอียดของข้อมูลเว็บโฮสติ้งแต่ละรายว่าให้เนื้อที่เท่าไร ซึ่งตรงนี้ผู้ที่ต้องการใช้งานก็จะต้องกำหนดแบบแผนหรือรูปแบบของเว็บก่อนว่าจะเว็บประเภทใดออกมา เว็บนั้นมีเนื้อหาประเภทใด เพื่อที่จะให้ประมาณเนื้อที่ที่ต้องการใช้งานได้และจะได้เลือกปริมาณตามที่ต้องการจากผู้ให้บริการเว็บโฮสติ้งได้
- ฐานข้อมูล ในการทำเว็บไซต์นั้นก็คงจะหนีเรื่องของการเก็บข้อมูลไม่พ้น ซึ่งก็ต้องใช้ฐานข้อมูลและก็จะแตกต่างกันตามประเภทของเว็บโฮสติ้งที่ใช้งาน โดยถ้าเป็น Linux หรือ FreeBSD ฐานข้อมูลที่นิยมใช้ก็คือ MySQL ส่วนทางฝั่ง Windows ฐานข้อมูลที่นิยมใช้ก็จะเป็น Access หรือ MS SQL ทั้งนี้ก็จะต้องดูฟีเจอร์หรือข้อกำหนดของผู้ให้บริการว่าจะให้ใช้งานแบบใด และอีกส่วนหนึ่งที่ต้องทราบก็คือ จำนวนฐานข้อมูลที่สร้างได้ เนื่องจากบางครั้งผู้ใช้งานมีความจำเป็นที่ต้องสร้างฐานข้อมูลมากกว่า 1 ฐานข้อมูลเพื่อที่จะใช้ในการเก็บข้อมูล เพราะโฮสบางรายจะให้สร้างได้เพียง 1 ฐานข้อมูล บางรายให้สร้างได้ 5 ฐานข้อมูลบางรายให้สร้างได้ไม่จำกัด ก็ให้เลือกตามความต้องการใช้งาน
- Data Transfer / เดือน คือ อัตราในการถ่ายโอนข้อมูลต่อเดือน หรือเรียกอีกอย่างว่าจำนวนข้อมูลที่วิ่งเข้าออกระหว่าเว็บไซต์ของเราและผู้ใช้งาน ซึ่งส่วนมากก็จะมีหน่วยเป็น GB/เดือน
- Operating System Platform เป็นรูปแบบของระบบปฏิบัติการที่ตัวโฮสใช้งานจะมีอยู่ 2 ระบบปฏิบัติการใหญ่ๆ ที่ใช้งานกันก็คือ Windows หรือ Linux (FreeBSD) ซึ่งจะเป็นการบอกตัวระบบการทำงานของโฮสด้วย ซึ่งถ้าโฮสที่ใช้ Windows เป็นระบบปฏิบัติการ นั่นก็หมายความว่าตัวภาษาที่ใช้งานก็จะเป็น ASP หรือ ASP.Net และ PHP ซึ่งตัว PHP นั้นก็จะเป็นส่วนที่ลงเสริมเข้าไปให้สามารถทำงานได้ ส่วนโฮสที่ใช้ Linux (FreeBSD) เป็นระบบปฏิบัติการภาษาที่ใช้งานก็จะเป็น PHP ส่วนในเรื่องของฐานข้อมูลนั้น โฮสที่ใช้ Windows เป็นระบบปฏิบัติการสามารถใช้งานฐานข้อมูลได้หลายแบบไม่ว่าจะเป็น Access, MS SQL, Oracle หรือแม้แต่ MySQL สำหรับรองรับการทำงานของ PHP เป็นต้น ส่วนโฮสที่ใช้ Linux (FreeBSD) ตัวฐานข้อมูลที่นิยมใช้งานมากที่สุดก็จะเป็น MySQL
- AntiVirus / Spam Filter เป็นส่วนของฟังก์ชันเพิ่มเติมที่จะช่วยป้องกันไวรัสที่จะมาทำลายระบบของเราหรือการ Spam ของข้อความที่ไม่พึงประสงค์และเพื่อป้องกันการยิงเว็บไซต์ด้วย ซึ่งส่วนมากแล้วโฮสทุกโฮสก็จะให้อยู่แล้วแต่ประสิทธิภาพในการทำงานและการหมั่นตรวจสอบดูแลอาจจะไม่เท่ากัน เนื่องจากบ้างครั้งก็จะต้องเฝ้าดูพฤติกรรมของคนเล่นอินเทอร์เน็ตด้วยว่าเข้ามาด้วยจุดประสงค์อะไร มีแพ็คเกจแปลกๆ เข้ามาหรือไม่อันจะเป็น บ่อเกิดให้โฮสของเรา เกิดความเสียหายได้
- Web Based Email ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าเมลล์ ซึ่งนั่นหมายถึง โฮสที่ผู้ใช้งานจะไปใช้งานนั้นมีบริการเมลล์ด้วยหรือไม่ โดยการทำงานของเมลล์นั้นก็จะเป็นลักษณะของเว็บเพจ จึงได้เรียกว่า Webmail ก็เหมือน Hotmail, Yahoo นั่นแหละ ซึ่งส่วนมากแล้วโฮสที่จะไปเช่านั้นก็จะมีเนื้อที่ของเมลล์มาให้อยู่แล้ว ซึ่งเนื้อที่นั้นก็จะรวมกับเนื้อที่ของตัวเว็บไปด้วย เรียกว่าเป็นโฮสแบบแชร์นั่นเอง เช่น ผู้ใช้งานเช่า โฮสเนื้อที่ 200MB ซึ่งนั่นก็หมายความว่าในพื้นที่ 200MB นั้นเป็นเนื้อที่ในการเก็บเนื้อหาของเว็บและเนื้อที่ของเมลล์ด้วยรวมกับ 200MB ซึ่งถ้าโฮสในมีบริการ WebMail ก็จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถอ่านเมลล์จากคนอื่นๆ ที่ส่งมาหายังผู้ที่ทำเว็บได้ โดยที่จะมีชื่อสกุลเป็นชื่อเว็บที่ได้จดทะเบียนไว้เช่น จดทะเบียนไว้ชื่อ www.webweb.com ก็อาจจะใช้เมลล์ว่า mail@webweb.com ก็ได้ ซึ่งก็จะเป็นการสื่อการกับผู้ที่เข้ามาชมได้ดีอีกส่วนหนึ่งด้วย
- Sub Domain เป็นชื่อย่อยๆ ของเว็บไซต์ที่สร้างขึ้น ซึ่งก็จะเหมาะสมสำหรับองค์กรหรือมหาวิทยาลัยที่มีหลายๆ แผนก เช่น องค์กร A จดทะเบียนไว้ชื่อ www.webweb.com แล้วมีแผนกย่อย คือ sale, marketing, support เป็นต้น ซึ่งแผนกเหล่านี้ก็มีเว็บไซต์เป็นของตนเอง การที่จะไปจดทะเบียนใหม่เลยก็จะทำให้เป็นการเพิ่มค่าใช้จ่ายได้ จึงต้องสร้างชื่อย่อยๆ ลงมาภายในองค์กรนั้น ซึ่งแผนก sale ก็จะได้เป็น sale.webweb.com, แผนก marketing ก็จะได้เป็น marketing.webweb.com และแผนก support ก็จะได้เป็น support.webweb.com ซึ่งก็จะเห็นว่าองค์กรเดียวกันนั้นก็จะมีชื่อเว็บไซต์ที่เหมือนๆ กัน แต่ต่างกันที่แผนก ซึ่งก็จะทำให้การจดจำและการบริหารจัดการทำได้ง่าย โดยถ้าโฮสตัวไหนที่ผู้ใช้งานไปเช่า ไม่มีฟีเจอร์นี้ก็ไม่ค่อยน่าสนใจเท่าไร แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ที่ต้องการใช้งานมากกว่า
- Backup หรือการสำรองข้อมูล ซึ่งปกติการทำเว็บไซต์นั้นผู้ที่รับผิดชอบในเรื่องข้อมูลหรือเนื้อหาของเว็บก็จะเป็นผู้ที่จัดทำที่จะต้องกระทำด้วยตนเอง แต่ส่วนนี้เรียกว่าเป็นของแถมสำหรับผู้เช่าโฮสดีกว่า ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับว่าผู้ให้บริการเช่าโฮสนั้นมีฟีเจอร์นี้หรือไม่ เช่นจะมีการสำรองข้อมูลเก็บไว้ให้ผู้เช่าเป็นกรณีพิเศษ นอกจากการ Backup Time ปกติของเครื่องเซิรฟ์เวอร์ เช่น อาจจะมีการไรท์ลงแผ่น DVD ส่งมาให้ผู้เช่าทุกๆ เดือน เป็นต้น ซึ่งก็จะเป็นการดีที่ทำให้ผู้ที่ไปเช่ามีความปลอดภัยของข้อมูลในระดับหนึ่ง ซึ่งตรงนี้ถ้ามีก็อาจจะมีการค่าบริการเพิ่มขึ้นก็ให้ผู้เช่าเว็บโฮสติ้งนั้นทำการตรวจสอบราคาของผู้ให้บริการแต่ละรายด้วยว่ามากน้อยเพียงใด คุ้มค่าต่อการใช้งานหรือไม่
- FTP access ในการอัพโหลดข้อมูลขึ้นไปยังเว็บไซต์หนทางที่สะดวกที่สุดก็คือการใช้บริการผ่านระบบ FTP เพราะจะทำให้เกิดความรวดเร็วในการทำงานและขนย้ายไฟล์จำนวนมากๆ ได้ดี ถ้าโฮสไหนที่มีบริการอัพโหลดข้อมูลผ่านตัว Browser นั้นบอกได้เลยว่า ไม่ขอแนะนำ เพราะจะทำให้การทำงานนั้นล่าช้าและเกิดความไม่สะดวกเอามากๆ ซึ่งการอัพข้อมูลผ่านระบบ FTP นั้นก็ใช้โปรแกรม FTP Client ทั่วๆ ไปตามแต่ความถนัดของตนเอง เช่น WS-FTP, Cute FTP
- File Manager เป็นตัวจัดการไฟล์ผ่านหน้าเว็บ ซึ่งตรงนี้ก็จะคล้ายๆ การใช้โปรแกรม FTP หรือ Windows Explorer แต่จะมีการทำงานผ่านทางเว็บไซต์หรือออนไลน์ (Online) ได้ทันที แต่ในการใช้งานด้วยตัว File Manager นั้นก็จะต้องมีข้อที่ควรระวังอย่างหนึ่งก็คือ ความเร็วในการใช้งานอินเทอร์เน็ตถ้าช้ามากๆ ก็จะทำให้การโอนไฟล์มีปัญหาได้ แต่ไม่ใช่เฉพาะ File Manager เท่านั้นโปรแกรมประเภท FTP ก็มีปัญหา แต่การทำงานบางอย่างจะสะดวกกว่าเพราะโปรแกรม FTP ทำงานที่เครื่อง ไคส์เอ็นส์ ซึ่งถ้าโฮสมีตัว File Manager มาให้ก็จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถใช้งานได้อย่างสะดวกอีกทางหนึ่งด้วย
- คอมโพเน้นท์ต่างๆ ในการเลือกที่จะเช่าโฮสมาทำเว็บไซต์นั้นก็จะต้องศึกษาหรือสอบถามทางโฮสก่อนว่ามีคอมโพเน้นท์อะไรให้ใช้งานบ้าง เนื่องจากในการทำเว็บไซต์ของเรานั้นอาจจะต้องใช้คอมโพเน้นท์มาเสริมการทำงานด้วย ซึ่งคอมโพเน้นท์ส่วนมากนั้นจะต้องเสียค่าใช้จ่าย โดยเฉพาะคอมโพเน้นท์ของภาษา ASP ส่วนภาษา PHP นั้นส่วนหนึ่งก็จะฟรีเป็นส่วนมาก แต่บางส่วนก็จะต้องซื้อเหมือนกัน ซึ่งในการที่จะเช่าโฮสก็ต้องดูว่ามีคอมโพเน้นท์อะไรบ้างให้มีมากที่สุดเท่าที่การใช้งานของผู้ใช้นั้นจะมีความจำเป็น เช่น aspSmartUpload, AspEmail หรือบางโฮสที่เป็น PHP ก็จะมีตัวเว็บสำเร็จรูปอย่าง Gallery Photo Album, PHP-Nuke หรือ Mambo มาให้ด้วย เพื่อที่จะให้ผู้ใช้งานใช้งานได้อย่างสะดวกและไม่ต้องติดตั้งเองทั้งหมดก็ทำให้เกิดความสะดวกและความรวดเร็วในการทำเว็บไซต์
- Database Control Panel / ODBC เป็นส่วนของการจัดการฐานข้อมูลที่ใช้ในเว็บไซต์ของผู้เช่าโฮส ซึ่งไม่ว่าจะเป็นโฮสที่รองรับการใช้งานภาษาใดไม่ว่าจะเป็น ASP หรือ PHP ก็จะต้องมีตัวช่วยจัดการ ไม่ว่าจะเป็นตัวช่วยสร้างฐานข้อมูล เพิ่ม ลบ หรือแก้ไข ข้อมูลเป็นต้น เนื่องจากจะทำให้ผู้ใช้งานเกิดความสะดวกในการใช้งานมากยิ่งขึ้นซึ่งในการเช่าผู้เช่าก็จะต้องสอบถามให้ละเอียดถี่ถ้วน แต่ถ้าเว็บไซต์ที่ทำไม่ได้มีส่วนที่เกี่ยวข้องกับฐานข้อมูล ในส่วนนี้ก็อาจจะไม่จำเป็นก็ได้ แต่อย่างไรก็ตามก็ให้มีไว้ก่อนเพื่อที่จะสามารถอัพเกรดต่อไปได้ในอนาคต
- รองรับระบบ WAP ในส่วนนี้ก็เป็นฟังก์ชันที่น่าสนใจเหมือนกันสำหรับการทำเว็บไซต์สำหรับองค์กร เนื่องจากระบบ WAP นั้นจะมีการใช้งานตาม PDA หรือโทรศัพท์มือถือ
- Web Site Stat ส่วนนี้ถือได้ว่าน่าจะเป็นบริการฟรีสำหรับผู้ที่เช่าเว็บไซต์ เนื่องจากโฮสนั้นจะต้องมีให้อยู่แล้วโดยอัตโนมัติ ซึ่งถ้ามีการเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเพื่อใช้งานก็จะต้องไปดูที่รายละเอียดก่อนว่ามีฟีเจอร์หรือฟังก์ชันอะไรที่เพิ่มขึ้นมาบ้าง แล้วน่าสนใจมากน้อยเพียงใด ซึ่งถ้าเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มแล้วไม่มีฟีเจอร์อะไรที่โดดเด่นน่าสนใจ ก็สามารถใช้ตัว stat ฟรีจากเว็บไซต์ที่ให้บริการฟรีได้
- รองรับระบบ SSL ถือว่าเป็นอีกส่วนที่สำคัญสำหรับผู้ที่ต้องการทำเว็บไซต์ให้มีความปลอดภัย โดยเฉพาะในเรื่องการทำร้านค้าหรือทำเว็บไซต์เก็บข้อมูล เนื่องจากระบบ SSL เป็นระบบเข้ารหัสเพื่อรักษาความปลอดภัยของข้อมูล ซึ่งถ้าโฮสที่ผู้เช่าอยู่จะทำงานทางด้านนี้ก็จะต้องให้มีระบบนี้ด้วยเพื่อที่จะให้เว็บไซต์ที่ทำมีความปลอดภัย
- การปรับปรุงเซิร์ฟเวอร์/แบ๊กอัพข้อมูล ในส่วนนี้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดอีกส่วนหนึ่งเนื่องจากเว็บไซต์ที่ผู้ใช้งานไปเช่าอยู่ที่โฮสอาจจะไม่ได้มีการแบ๊กอัพไว้ที่เครื่องตนเองตลอดเวลา เนื่องจากอาจจะทำการอัพเดตเว็บไซต์แบบออนไลน์ ถ้าที่โฮสมีระบบแบ๊กอัพไว้ให้ด้วยก็จะเป็นการดี หรือบางโฮสก็อาจจะมีการเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มนิดหน่อยเพื่อที่จะเก็บแบ๊กอัพไว้ลงซีดี โดยในการใช้งานผู้ใช้ก็ต้องศึกษาในรายละเอียดให้ครบถ้วนด้วย
- ระบบการย้ายโดเมน เป็นอีกลูกเล่นหนึ่งของผู้เช่าโฮส ซึ่งส่วนมากแล้วผู้ที่ให้บริการเช่าโฮสก็จะทำการรับจดโดเมนด้วยไปในตัวเพื่อที่จะให้ผู้ใช้งานนั้นมีข้อมูลอยู่ที่เดียวทำให้ง่ายต่อการจัดการ แต่สำหรับผู้ใช้งานแล้วอาจจะไม่พอใจในบางส่วนเช่น ผู้ให้บริการรายนี้ทำโฮสเช่าพื้นที่ไม่ดี ระบบล่มบ่อย แต่ดูแลโดเมนดีก็อาจจะไปใช้โฮสที่อื่น ซึ่งส่วนมากแล้วผู้ที่รับเช่าโฮสก็จะมีบริการย้ายโดเมนของตนเองเพื่อง่ายต่อการจัดการ ผู้ที่จะเช่าโฮสน่าจะมีพื้นที่โฮสและโดเมนอยู่ที่เดียวกัน
- บริการหลังขาย บริการหลังขายจะเป็นส่วนที่ทำให้ผู้ใช้งานประทับใจในตัวสินค้าหรือโฮสไม่ว่าจะเป็นกรณีที่มีปัญหาแล้วสามารถรับแก้ปัญหาได้ทันท่วงที สามารถปรึกษาหารือเรื่องโฮสได้ ก็จะทำให้เกิดความประทับใจ และไม่ถือว่าเป็นการทิ้งลูกค้า
- รายชื่อลูกค้าตัวอย่าง เป็นการสร้างความเชื่อมั่นแก่ผู้ที่จะมาใช้งานส่วนหนึ่งซึ่งก็จะต้องดูว่ามีหน่วยงานหรือบริษัทไหนมาที่จะใช้งานบ้างก็จะเป็นการสร้างความเชื่อมั่นได้ แต่ก็จะต้องดูด้วยว่าเป็นชื่อโดเมนที่จดมาแอบอ้างหรือไม่ เมื่อคลิกเข้าไปแล้วก็ล่มหรือดูไม่ได้
บทสรุป
เว็บโฮสติ้ง คือ เป็นรูปแบบการให้บริการ ที่ให้ผู้ใช้สามารถนำเว็บเพจของตน
ขึ้นไปออนไลน์บนอินเทอร์เน็ตได้ สามารถเข้าดูได้ตลอด 24 ชั่วโมงและสามารถเข้าดูได้ทุกที่
ที่มีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ผู้ใช้บริการต้องทำการจดโดเมนเนม เพื่อแสดงความเป็นเจ้าของ
เว็บไซต์ เว็บโฮสติ้ง มี 2 รูปแบบ คือ แบบเสียค่าบริการและแบบที่ให้บริการฟรี
การเลือกใช้เว็บโฮสติ้งต้องศึกษารายละเอียดหลายๆ ประการ เช่น ภาษาที่ใช้ ปริมาณเนื้อที่
ฐานข้อมูลในการทำเว็บไซต์ ฟังก์ชั่นต่างๆ และบริการหลังการขาย
นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology)
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ
National Nanotechnology Center (NANOTEC)
ความเป็นมาของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ
นาโนเทคโนโลยีเป็นกระแสใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีในศตวรรษที่21 ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้าง สังเคราะห์วัสดุ หรือ ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากในระดับ 0.1 ถึง 100 นาโนเมตร นาโนเทคโนโลยีจะทำให้วัสดุมีสมบัติพิเศษที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ เป็นประตูสู่นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกแขนง ซึ่งจะช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตประชาชนไทย ตลอดจนเพิ่มขีดความสามารถของอุตสาหกรรมไทยในเวทีโลกให้ทัดเทียมอารยประเทศ ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) เป็นองค์กรในกำกับของรัฐ ภายใต้สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ก่อตั้งขึ้นเมื่อ วันที่ 13 สิงหาคม 2546 มีภารกิจหลักที่ต้องรับผิดชอบในการสร้าง สนับสนุน และส่งเสริม ศักยภาพของนาโนเทคโนโลยี ตลอดจนเผยแพร่ความรู้ให้กับสังคม ถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ภาคอุตสาหกรรม และสร้างความตระหนัก ความรู้ ความเข้าใจให้กับประชาชนในประเทศให้มีความพร้อมในการรับข่าวสารข้อมูลนาโน เทคโนโลยีทั้งในปัจจุบันและอนาคต ทั้งนี้เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์และเป้าหมายของการพัฒนาประเทศตามแผนพัฒนา เศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับปัจจุบัน
นโยบายการดำเนินงานของศูนย์ฯ สำหรับประเทศไทยนั้น การตามกระแสประเทศอื่นๆ ในเรื่องนาโนเทคโนโลยีเป็นเรื่องที่ไม่สายเกินไป ปัจจุบันมีงานวิจัยอยู่พอควรในสถาบันการศึกษาและสถาบันวิจัยกว่า 20 แห่ง โดยมีนักวิจัยจำนวนกว่า 100 คน แต่ยังเป็นจำนวนที่ไม่เพียงพอ ทางศูนย์ฯจึงต้องมีการพัฒนากำลังคนที่มีความเชี่ยวชาญด้านต่างๆของนาโนเทคโนโลยี เช่น การให้ทุนการศึกษาทั้งในและต่างประเทศ และการสนับสนุนให้ทุนวิจัย ส่วนในภาคอุตสาหกรรมนั้น แม้ว่าจะมีการใช้นาโนเทคโนโลยีอยู่บ้าง แต่โดยมากเป็นในรูปการนำเข้าผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยี จึงยังต้องมีการส่งเสริมเพื่อให้เกิด นาโนเทคโลยีในทุกระดับตั้งแต่การผลิตเพื่อทดแทนการนำเข้าจนถึงการส่งออก
ความหมายของนาโนเทคโนโลยี
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (2548, หน้า 20) นาโนเทคโนโลยี หมายถึง เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้าง หรือ การสังเคราะห์วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักร หรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) รวมถึงการออกแบบ หรือการใช้เครื่องมือในการสร้างวัสดุที่มีขนาดเล็กมาก หรือเรียงอะตอม และโมเลกุล ในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุ หรือ อุปกรณ์มีคุณสมบัติพิเศษขึ้น ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ และสามารถนำมาใช้ประโยชน์ต่อผู้ใช้สอยได้
นาโนเทคโนโลยี หมายถึง เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับสิ่งของเล็ก ๆ ที่มีขนาดในระดับนาโนเมตร (หนึ่งในพันล้านส่วนของเมตร) ซึ่งเป็นระดับของอนุภาคในขนาดอะตอม(www.variety.teenee.com/science/3255.html)
คำว่า "นาโน" เป็นหน่วยวัด ระดับ ขนาด หรือ ความยาวของวัตถุ ตามมาตราเมตริก
นาโน หมายถึง หนึ่งในพันล้านส่วน ( 1 นาโมเมตร เท่ากับ 10-9 ของ 1 เมตร ) ส่วนคำว่า "เทคโนโลยี " หมายถึง วิวัฒนาการ ความก้าวหน้า ถ้านำมารวมกันแปลความหมายได้คือ “ความก้าวหน้า ระดับนาโนเมตร ” (www.ate.ac.th/tip/2004/08/el.html)
คำว่า "นาโน" มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก แปลว่า 1 ในพันล้านส่วน 1 นาโนเมตร (อักษรย่อ น.ม. – mm) เท่ากับ 1/1,000,000,000 เมตร (หนึ่งในพันล้านส่วนของเมตร) 1 น.ม. มีขนาดประมาณ 1 ใน 50,000 ส่วนของเส้นผมคนเรา หรือเส้นผมมีขนาดประมาณ 50,000 นาโนเมตร ส่วนคำว่านาโนเทคโนโลยี คือ การทำให้โครงสร้างนาโนเหล่านี้กลายเป็นวัสดุ อุปกรณ์นาโนที่มีประโยชน์ใช้สอยได้ คำจำกัดความนี้อาจจะยังไม่สมบูรณ์ หรือไม่แสดงให้เห็นถึงความมหัศจรรย์ต่างๆ แต่สิ่งหนึ่งที่พึงระลึกไว้เสมอในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับนาโนก็คือ มันไม่ได้อยู่ในอาณาจักรขนาดเล็กแบบธรรมดา แต่เป็นอณูอาณาจักรที่เล็กจิ๋วเป็นอย่างยิ่ง มาร์ก แรตเนอร์, แดเนียล แรตเนอร์ (2547, หน้า 21-22)
คำว่า นาโน (Nano) แปลว่าคนแคระในภาษากรีก ซึ่งเรียกย่อมาจากคำว่า นาโนเมตร (Nanometre) ซึ่งหมายถึง สิบยกกำลังลบเก้าเมตร หรือ 1 ส่วนพันล้านของ 1 เมตร ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเส้นผมประมาณหนึ่งแสนเท่า และใหญ่กว่าไฮโดรเจนอะตอมประมาณ 10 เท่า ดังแสดงในรูปที่ 1 คำนิยามโดยสังเขป ของ นาโนศาสตร์ (Nanoscience) คือการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของวัตถุที่มีขนาดในช่วงนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) ส่วนนาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) จะหมายถึงการสร้างวัตถุนาโนและประยุกต์นาโนศาสตร์ให้เป็นประโยชน์ จุดมุ่งหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีคือความสามารถที่จะสร้างและจัดเรียงอนุภาคต่างๆได้ตามความต้องการ เพื่อสร้างสสารหรือโครงสร้างของสารในแบบใหม่ๆที่ให้คุณสมบัติพิเศษที่อาจจะไม่เคยมีก่อนมาสู่ในชีวิตประจำวัน(www.sidipan.net)
นาโนเทคโนโลยี (อังกฤษ: Nanotechnology) คือ เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้างหรือการวิเคราะห์ วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักรหรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ ในระดับนาโนเมตร(ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) รวมถึงการออกแบบหรือการประดิษฐ์เครื่องมือ เพื่อ ใช้สร้างหรือวิเคราะห์วัสดุในระดับที่เล็กมากๆ เช่น การจัดอะตอมและโมเลกุลในตำแหน่งที่ต้องการ ได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุหรืออุปกรณ์มีคุณสมบัติพิเศษขึ้น ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ และสามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้(www.th.wikipedia.org/wiki)
นาโนเทคโนโลยี คืออะไร
นาโนเทคโนโลยีถือกำเนิดมาจากแนวความคิดที่ว่า วัตถุในโลกที่เห็นด้วยตาเปล่านั้นประกอบมาจากอะตอมและโมเลกุล ดังนั้นการผลิตสิ่งต่างๆ จึงน่าที่จะทำในลักษณะสร้างสิ่งใหญ่ขึ้นมาจากสิ่งเล็ก (Bottom-UP Manufacturing) มากกว่าพยายามทำสิ่งต่างๆ ให้เล็กลง (Top-Down Technology) โดยใช้เครื่องมือที่หยาบอย่างเช่นปัจจุบัน เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) ที่เราใช้ในการผลิตขณะนี้กำลังจะถึงจุดอิ่มตัว ทุกวันนี้เราสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากสารเคมีโดยวิธีผสมกันแล้วปล่อยให้ทำปฏิกิริยากันแบบสุ่ม ผลก็คือเราได้ผลิตผลพลอยได้ (By-Products) มากมายที่ไม่ต้องการ ซึ่งเป็นภัยต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุนที่ใช้ก็สูงเกินความเป็นจริง การผลิตชิพคอมพิวเตอร์ก็กำลังจะถึงขีดจำกัดของเครื่องมือ เราไม่สามารถใช้เครื่องมือของเทคโนโลยีปัจจุบันเพื่อผลิต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเดียวกับโมเลกุล (molecular electronic devices) ลองจินตนาการดูว่า ถ้าเราสามารถผลิตชิ้นส่วน หรือสิ่งใดก็ได้ โดยมีค่าใช้จ่ายถูกแสนถูก ซึ่งสามารถประกอบตัวกันขึ้นมาเป็นรูปเป็นร่าง เหมือนกับการนำความต่างศักย์ทางไฟฟ้าในรูป ของบิต (bit) มาประกอบกันเป็นข้อมูลด้านต่างๆ จนกลายเป็นคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันได้ แล้วอะไรจะเกิดขึ้น การผสมผสานกันของเทคโนโลยีด้านเคมีวิทยา และวิศวกรรมศาสตร์ ทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงโลกในอนาคตเป็นอีกรูปแบบได้ เรียกว่า "นาโนเทคโนโลยี" การสร้างสิ่งต่างๆจากหน่วยของอะตอมนาโนเทคโนโลยี จึงเป็นอุตสาหกรรมระดับโมเลกุล (โมเลกุล คือการประกอบกันของอะตอมเพื่อ หน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง) หรือการสร้างสิ่งต่างๆจากอะตอมในหน่วยวัดระดับนาโนเมตร (www.ate.ac.th/tip/2004/08/el.htm)
นาโนเทคโนโลยีช่วยอะไรเราได้บ้าง
ความหวังที่จะฝ่าวิกฤติปัจจุบันของมนุษยชาติจากนาโนเทคโนโลยีมีดังนี้
1. พบทางออกที่จะได้ใช้พลังงานราคาถูกและสะอาดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
2. มีน้ำที่สะอาดเพียงพอสำหรับทุกคนในโลก
3. ทำให้มนุษย์สุขภาพแข็งแรงและอายุยืนกว่าเดิม (มนุษย์อาจมีอายุเฉลี่ยถึง 200 ปี)
4. สามารถเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรได้อย่างพอเพียงกับประชากรโลก
5. เพิ่มศักยภาพในการติดต่อสื่อสารของผู้คนทั้งโลกอย่างทั่วถึง ทัดเทียม และพอเพียง
6. เพิ่มศักยภาพในการสำรวจอวกาศมากขึ้น
นาโนเทคโนโลยี มี 3 สาขาหลัก คือ1. นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ (Nanobiotechnology) เป็นการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ ด้านชีวภาพ เช่น การพัฒนานาโนไบโอเซนเซอร์ หรือ หัวตรวจวัดสารชีวภาพ และสารวินิจฉัยโรค โดยใช้วัสดุชีวโมเลกุล การปรับโครงสร้างระดับโมเลกุลของยา ที่สามารถหวังผลการมุ่งทำลาย ชีวโมเลกุลที่เป็นเป้าหมายเฉพาะเจาะจง เช่น เซลส์มะเร็ง การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ในการส่งผ่านสารบำรุงเข้าชั้นใต้ผิวหนังได้ดียิ่งขึ้น เป็นต้น2. นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (Nanoelectronics) เป็นการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้านนาโนอิเล็กทรอนิกส์ (ไฮเทค) เพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพและทำงานด้วยประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่น การพัฒนาระบบไฟฟ้าเครื่องกลซูปเบอร์จิ๋ว การผลิตเซลส์แสงอาทิตย์ การพัฒนานาโนซิป ทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง การพัฒนา High density probe storage device เป็นต้น 3. วัสดุนาโน (Nanomaterials) การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้านวัสดุนาโน เช่น การเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรม การพัฒนาฟิล์มพลาสติกนาโนคอมโพสิทที่มีความสามารถในการสกัดกั้นการผ่านของก๊าซบางชนิดและไอน้ำ เพื่อใช้ทำบรรจุภัณฑ์เพื่อยืดอายุความสดของผักและผลไม้และเพิ่มมูลค่าการส่งออก การผลิตผลอนุภาคนาโนมาใช้ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส หรือทำให้ไม่เปียกน้ำ เป็นต้น
ขั้นตอนที่สำคัญในการนำ “นาโนเทคโนโลยี” ไปสู่การผลิตสินค้ามีทั้งหมด 3 ขั้นตอน คือ 1. การพัฒนาการจัดการอะตอมเดี่ยว (manipulate individual atoms) 2. การพัฒนาเครื่องจักรนาโน (assemblers) เพื่อเป็นเครื่องมือในการควบคุมการจัดการอะตอม หรือโมเลกุล3. การสร้างหรือจำลองเครื่องจักรนาโน (replicators) เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จำนวนมากเพียงพอต่อความต้องการ
นาโนเทคโนโลยีมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมเป็นอย่างมากโดยเฉพาะอุตสาหกรรมทางการแพทย์ ในอนาคตการผ่าตัดแบบดั้งเดิม อาจเปลี่ยนไปเป็นการผ่าตัดระดับนาโน (nanosurgeons) โดยการควบคุมหุ่นยนต์นาโน (nanorobots) เข้าไปตรวจจับและทำลายเซลล์มะเร็ง หรือไวรัสที่ต้องการโดยไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์อื่น สำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ ผลิตภัณฑ์จะมีขนาดเล็กลง สามารถบรรจุข้อมูลได้ถึงล้านล้านล้านตัวอักษรในขนาดเท่าก้อนน้ำตาล
ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีได้ครอบคลุม ความหมายไปถึงเทคโนโลยีที่สามารถกำหนดถึงระดับอะตอมให้มีโครงสร้างอย่างที่ต้องการได้ โดยไม่ต้องอาศัยการผ่านเป็น สารมัธยันตร์
(intermediate) ในกระบวนการผลิต จึงไม่เกิดผลพลอยได้ รวมทั้งของเสีย ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการผลิตพลาสติก กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม สารเคมีที่ทำปฏิกริยาจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านหลากหลายขั้นตอนภายใต้สภาวะที่จำเพาะ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ ซึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสารเคมีได้ทั้งหมดให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียวได้ แต่จะมีผลิตผลพลอยได้และของเสียเกิดขึ้นควบคู่กันไปด้วย ในทางที่ต่างกัน ถ้าผลิตพลาสติกโดยใช้ นาโนเทคโนโลยี การผลิตจะกระทำได้โดยการป้อนสารซึ่งเป็นอะตอมของธาตุบริสุทธิ์ เช่น คาร์บอน, ไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าไป และกำหนดให้แต่ละอะตอมก่อพันธะเคมีต่อกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะปราศจากสารมัธยันตร์ ไม่มีผลิตผลพลอยได้ และของเสียใดๆ เกิดขึ้นและสามารถสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นพลาสติกตามที่ต้องการได้โดยทุกอณูของตัวทำปฏิกริยาจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ สุดท้ายได้ทั้งหมด
ยังมีความท้าทายอีกหลายด้านที่นักวิทยาศาสตร์ด้านนาโนจะต้องเผชิญ ซึ่งถ้าหากสามารถฟันฝ่าไปได้สำเร็จ ความก้าวหน้าจะเกิดขึ้นทั้งในด้านเศรษฐกิจ สังคม การแพทย์ และคุณภาพชีวิต การสานต่อพัฒนาการทางเทคโนโลยีตามแนวทางเดิมคงดำเนินไปได้ไม่นานนัก อุปสรรคขวางกั้นเริ่มปรากฎขึ้นบ้างแล้ว และเครื่องมือที่จะช่วยให้ก้าวผ่านข้อจำกัดต่างๆ ได้แก่ นาโนเทคโนโลยี แม้บางคนจะคิดว่าความคาดหวังหลายอย่างดูจะไกลสุดเอื้อม แต่พวกเขาต่างยอมรับว่าศักยภาพอันน่ามหัศจรรย์ของนาโนเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม
พัฒนาการของนาโนเทคโนโลยี
เทคโนโลยีที่อารยธรรมของมนุษย์ได้พัฒนาขึ้นมามี 2 แบบ คือ1. เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) คือเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับสิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ โดยอาศัยวิธีกล เช่น ตัด กลึง บีบ อัด ต่อ งอและอื่นๆ หรืออาจใช้วิธีทางเคมีโดยการผสมให้ทำปฏิกิริยา โดยพยายามควบคุมสภาวะต่างๆ ให้เหมาะสม แล้วปล่อยให้สสารทำปฏิกิริยากันเอง เทคโนโลยีแบบนี้สามารถใช้สร้างสิ่งเล็กๆ ได้ก็จริง แต่ขาดความแม่นยำและมีความ บกพร่องสูง การนำเทคโนโลยีแบบหยาบไปสร้างสิ่งเล็กๆ เช่น ไมโครชิพ เราเรียกว่าเป็นการใช้เทคโนโลยีแบบบนลงล่าง (top-down technology) ซึ่งมีขีดจำกัดสูง ซึ่งอุตสาหกรรมผลิตไมโครชิพก็กำลังเผชิญปัญหาในการผลิตวงจรที่ระดับ 0.2 - 0.3 ไมครอนอยู่ แม้ว่าวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหลายจะภูมิใจกับความแม่นยำในระดับนี้ แต่ความเป็นจริงก็คือ ทรานซิสเตอร์ที่ผลิตได้ในระดับนี้ก็ยังมีจำนวนอะตอมอยู่ระดับล้านล้านอะตอม เราคงเรียกเทคโนโลยีในปัจจุบันของมนุษย์ แม้กระทั่งเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตคอมพิวเตอร์ซึ่งใครๆ ต่างเข้าใจว่า เป็นเทคโนโลยีไฮเทคนี้ว่า เทคโนโลยีแบบหยาบ
2. เทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular Technology) คือเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับ สิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ โดยการนำอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียง ณ ตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำ สิ่งที่ผลิตขึ้นมาอาจเป็นสิ่งเล็กๆ หรือเป็นสิ่งใหญ่ก็ได้ การนำเอาเทคโนโลยีระดับโมเลกุลไปสร้างสิ่งที่ใหญ่ขึ้นมา (เช่น พืชสร้างผนังเซลล์จากการนำเอาโมเลกุลน้ำตาลมาต่อกัน) นี้ว่าใช้เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน (bottom-up technology) เทคโนโลยีระดับโมเลกุลนี้เองที่เป็นนาโนเทคโนโลยี
จริงๆ แล้วนาโนเทคโนโลยีไม่ใช่ของใหม่ แต่มีกำเนิดมาในโลกนี้แล้วเมื่อประมาณ 3,500 ล้านปี โดยสิ่งมีชีวิตเซลล์แรกได้ถือกำเนิดขึ้น เซลล์ดังกล่าวถือได้ว่าเป็นจักรกลชีวภาพ (biomachines) ที่มีขนาดอยู่ในช่วงของนาโน โดยสามารถเพิ่มจำนวนตนเองและหาแหล่งพลังงานเพื่อใช้ในการดำรงชีวิตของตนเองได้ หลังจากที่ อัลเบิร์ต ไอสไตน์ (Albert Einstein) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ค้นพบว่าโมเลกุลของน้ำตาลมีขนาดประมาณ 1 นาโนเมตร ในปี ค.ศ. 1905 คำว่า “นาโน” ก็เป็นที่รู้จักกันในวงการวิทยาศาสตร์ แต่ผู้เป็นบิดาแห่งนาโนเทคโนโลยีตัวจริง คือ ริชาร์ด ฟายน์แมน ที่ได้กล่าวถึงการศึกษาทางด้านนาโนเทคโนโลยีเป็นครั้งแรกในการปาฐกถาเรื่อง There is Plenty of Room at the Bottom ที่กล่าวว่าข้างล่างยังมีที่ว่างอีกเยอะ ในปี ค.ศ. 1959 ซึ่งนำไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับการจัดการในระดับของอะตอมและโมเลกุลของสสารในเวลาต่อมา ถึงแม้ว่าในสมัยนั้น นาโนเทคโนโลยีในทัศนะของฟาย์นแมนคือ การสร้างเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่เพื่อนำไปสร้างเครื่องมือที่มีขนาดเล็กลงไปเรื่อยๆ จนกระทั่งได้เครื่องมือที่เล็กมากจนสามารถใช้สร้างสิ่งที่มีขนาดในระดับนาโน (nanostructure) แต่นาโนเทคโนโลยีในความหมายของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือ การสร้างโดยเริ่มจากสิ่งที่เล็กที่สุด ระดับอะตอมหรือโมเลกุลขึ้นไป มาจัดเรียงกันทีละอะตอมหรือทีละโมเลกุล แล้วทำให้ได้สิ่งที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีโครงสร้างเป็นระเบียบตามที่ต้องการ
ฟิสิกส์ของอะตอม และ กลศาสตร์ควอนตั้มเป็นจุดเปลี่ยนเทคโนโลยีแบบหยาบ ไปสู่เทคโนโลยีระดับโมเลกุล ระหว่างปี ค.ศ. 1900-1950 เป็น 50 ปีแห่งการพัฒนาทฤษฎีควอนตั้ม กลศาสตร์ควอนตั้มไม่จำกัดอยู่เฉพาะสาขาวิชาฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานของวิชาเคมีด้วย กล่าวได้ว่าหากไม่มีกลศาสตร์ควอนตั้มก็ไม่มีเคมี เพราะเราไม่อาจอธิบายสมบัติในระดับอะตอมและโมเลกุล และได้ขยายผลไปสู่สาขาชีววิทยา และ ชีววิทยาระดับโมเลกุลด้วย ทำให้ปัจจุบันเรามีความเข้าใจต่อกลไก มีผลไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพที่ช่วยทำให้ความเป็นอยู่ของมนุษย์ดีขึ้น
กลศาสตร์ควอนตั้มและแนวคิดควอนตั้ม
ก่อนหน้าศตวรรษที่ 20 หลักการทางฟิสิกส์เกี่ยวกับสสารและวัตถุยึดถือตามแนวคิดและสูตรของนิวตั้น ซึ่งเป็นพื้นฐานของทฤษฎีกลศาสตร์คลาสสิก กฎเหล่านี้สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่ของรถยนต์ วิถีของลูกฟุตบอลหรือผลจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อดวงดาว แต่เมื่อนักฟิสิกส์ศึกษาโครงสร้างในระดับที่เล็กลงในระดับนาโนหรือเล็กกว่า ทฤษฎีคลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้ อะตอมไม่ได้มีอิทธิพลเหมือนดวงดาวในระบบสุริยะ และอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติที่แปลกประหลาดโดยเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค จากการค้นพบและความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นในระยะหลังทำให้เกิดทฤษฎีใหม่เข้าแทนที่หลักการบางด้านของทฤษฎีคลาสสิก เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตั้ม
กลศาสตร์ควอนตั้มเป็นแนวคิดที่ครอบคลุมหลายสิ่งที่น่าสนใจ อลังการ และท้าทาย โดยเฉพาะในระดับที่เล็กจิ๋ว พลังงานและประจุที่สสารได้รับไม่ได้มีลักษณะเป็นกระแสที่ต่อเนื่องไม่มีที่สิ้นสุด แต่การรับพลังงานเป็นไปในลักษณะเป็นก้อนคงที่ทีละก้อน ทีละก้อน ก้อนพลังงานเหล่านี้เรียกกันว่า ควอนต้า (quanta พหูพจน์ของควอนตั้ม) ถ้าเกี่ยวข้องกับพลังงาน และจะเรียกเป็นหน่วยประจุไฟฟ้าถ้าเกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงประจุของอิออนจะทำได้โดยการเพิ่มหรือลดอิเล็กตรอนทีละตัว เป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มหรือลดอีเล็กตรอนทีละครึ่งตัว ความหมายอย่างง่ายของ ควอนตั้ม ก็คือ จำนวนที่นับได้นั่นเอง เพราะสารในโลกอะตอมเราจะนับเป็นจำนวนอะตอมๆ ไป จะเป็นไปไม่ได้ว่าจะมาขอกันครึ่งอะตอม
วิถีแห่งควอนตั้มไม่ใช่วิถีปกติของโลกที่เรารู้จักคุ้นเคย ตามปกติเราจะคิดถึงไฟฟ้าเป็นกระแสที่ต่อเนื่อง เราคิดถึงแรงที่กระทบลูกบอลหรือลูกบิลเลียดเป็นลักษณะหนักหรือเบา เป็นความแรงที่ต่อเนื่อง ยิ่งถ้าเราใช้แรงกระแทกมาก ลูกบอลหรือลูกบิลเลียดก็ยิ่งพุ่งออกไปเร็วขึ้น อย่างไรก็ตามมีบางตัวอย่างในชีวิตประจำวันที่เปรียบได้กับวิถีแห่งควอนตั้ม นั่นคือปริมาณเงิน โดยทั่วไปเรานับเงินเป็นหน่วยๆ เสมอ ไม่ว่าจะเป็นหน่วยใหญ่หรือหน่วยเล็กก็ตาม เราไม่สามารถแยกสลายหน่วยเงินลงเป็นกระแสที่ไม่มีปริมาณคงที่
หลักการควอนตั้มถูกนำไปใช้เป็นหลักการพื้นฐานในการอธิบายพฤติกรรม/คุณสมบัติของโครงสร้างนาโนหลายๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การกำหนดว่าสายส่งกระแสจะมีขนาดเล็กสุดแค่ไหน โดยที่ยังสามารถส่งประจุไฟฟ้าได้ หรือจะให้พลังงานแก่โมเลกุลได้มากสักเท่าใด โดยไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะของประจุ หรือสถานะที่เป็นหน่วยความจำ
กลศาสตร์ควอนตั้มมีความสำคัญต่อนาโนเทคโนโลยีหลายๆ ด้าน รวมทั้งการทำความเข้าใจในแง่มุมทางออพติกส์ (optics) ซึ่งได้แก่การที่แสงมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า phthalocyanine เป็นตัวทำให้เกิดสีน้ำเงินในกางเกงยีน เมื่อเปลี่ยนโครงสร้างเลขาคณิตหรือโครงสร้างทางเคมีจะทำให้กลายเป็นสีเขียวหรือสีม่วง การเปลี่ยนแปลงสีเกิดจากขนาดของควอนต้าแสงที่มีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งส่งผลต่อการรับภาพสีของสายตาเช่นเดียวกับการเปล่งสีเขียวหรือเหลืองของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งขึ้นอยู่กับโมเลกุลหรือโครงสร้างนาโนที่ตัวหลอด ดังนั้นเราจึงเห็นทองมีสีเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีขนาดเล็กลงในระดับจิ๋ว เครื่องมือที่ใช้ในงานนาโนเทคโนโลยี
1. เครื่อง Scanning Tunneling Microscope (STM) อย่างที่ทราบกันดีแล้วว่านาโนเทคโนโลยี เกี่ยวกับการจัดเรียงตัวของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมหรือ โมเลกุลเข้าด้วยกัน ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้จึงต้องมีความสามรถในการมองเห็นอะตอมได้ ซึ่ง ดร. เกิร์ด บินนิก (Gerd Binnig) และ ดร. ไฮริกช์ รอเรอร์ (Heinrich Rohrer) เป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดพิเศษขึ้นมาที่เรียกว่า Scanning Tunneling Microscope หรือที่เรียกย่อว่า STM ซึ่งสามารถให้เราได้เห็นภาพของอะตอมเป็นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1981 และได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานนี้ในปี ค.ศ. 1986
กล้องนี้ทำงานด้วยการใช้ความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าบังคับปลายเข็มที่แหลมมาก หัวเข็มนี้เป็นหัวอ่านขนาดจิ๋วที่ใช้ส่องกวาด (สแกน) บนพื้นผิวของโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้าและวัดกระแสไฟฟ้าแล้วส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อมาสร้างเป็นภาพของพื้นผิวนั้นได้ ซึ่งก็เป็นวิธีการคล้ายกับการทำงานของเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่แปลงข้อมูลที่ฝังอยู่บนแผ่นมาเป็นสัญญาณไฟฟ้าและเป็นเสียงหรือภาพในที่สุด
นอกจาก STM จะทำให้เราสามารถมองเห็นอะตอมได้เป็นครั้งแรกแล้ว เครื่องมือนี้ยังสามารถนำมาใช้เคลื่อนย้ายและจัดเรียงอะตอมให้อยู่บนพื้นผิวตามตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งในปี ค.ศ. 1989 ดร. ดอน ไอเกลอร์ (Don Eigler) นักฟิสิกส์จากบริษัท ไอบีเอ็ม จำกัด เป็นผู้แรกที่สาธิตการนำอะตอม 35 อะตอม ของก๊าซซีนอน (xenon) มาเรียงบนผิวของโลหะนิเกิล (nickel) เป็นตัวอักษร IBM ที่เล็กที่สุดในโลกอีกทั้ง ดร.ไอเกลอร์ และทีมงานยังสามารถสร้างกับดักอิเล็กตรอนที่เรียกว่า “ปะการังควอนตัม” (quantum corral) ทำให้เห็นภาพปฏิกิริยาตอบสนองของคลื่นอิเล็กตรอนและคุณสมบัติทางควอนตัมได้เป็นครั้งแรกโดยการวางอะตอมของธาตุเหล็ก 48 อะตอม เป็นรูปวงกลมบนแผ่นผิวโลหะของธาตุทองแดง
หลักการและขั้นตอนในการใช้เครื่อง STM แบ่งเป็น 2 วิธีการหลักกล่าวคือ
1. การสแกนภาพอะตอม (Atom Imaging Mode) วิธีนี้เป็นการใช้หัวเข็ม STM ที่แหลมมากในการสแกนไปบนพื้นผิวของโลหะที่มีอะตอมวางอยู่ การบังคับปลายเข็มทำได้โดยใช้ความ ต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าในการกระตุ้นผลึกเซรามิกส์ที่ยึดติดกับหัวเข็มให้หดหรือคลายตัว โปรแกรมคอมพิวเตอร์สามารถนำมาใช้ในการใส่ข้อมูลหรือตัวแปรที่ต้องการควบคุม ตัวอย่างเช่น พื้นที่ในการสแกน ค่าความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้า เป็นต้น ในขณะการสแกน สัญญาณไฟฟ้าจะถูกนำมาสร้างเป็นภาพจำลองของพื้นผิวนั้นได้
2. การเคลื่อนย้ายอะตอม (Atom Manipulation Mode) วิธีนี้จะใช้หัวเข็มในการหยิบอะตอมและเคลื่อนย้ายไปวาง ณ จุดที่ต้องการ การเคลื่อนย้ายอะตอมทำได้โดยโดยควบคุมความ ต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าควบคุมปลายหัวเข็มของ STM นำไป “ผลัก” และเคลื่อนย้ายอะตอมไปวาง ณ จุดที่ต้องการแล้วจำลองหลักการการจัดเรียงอะตอม
ปัจจัยที่จะนำไปสู่ความสำเร็จในการเคลื่อนย้ายอะตอมมีอยู่หลายปัจจัยด้วยกัน ตัวอย่างเช่น ปลายหัวเข็มอุปกรณ์เครื่องมือที่ใช้ต้องมีความแหลมคมอย่างยิ่งยวด ผิวโลหะที่วางอะตอมต้องมีความสะอาดสูงปราศจากสิ่งปนเปื้อน เป็นต้น
เมื่อไม่นานมานี้ทางทีมนักวิจัยของ ดร. ดอน ไอเกลอร์ที่ IBM Almaden Research Center ได้ร่วมมือกับนักวิจัยไทยจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) ใช้นาโนเทคโนโลยีในการจัดเรียงตัวคาร์บอนมอน็อกไซด์ (CO) จำนวน 50 โมเลกุล เขียนลงบนผิวของโลหะทองแดง (Cu) เป็นพระภรมาภิไทยย่อ ภ.ป.ร. เพื่อเทิดพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ในฐานะที่เป็นพระบิดาแห่งเทคโนโลยีไทย ซึ่งนับเป็นครั้งแรกของประวัติศาสตร์โลกที่อักษรไทยได้ถูกจารึกไว้ในระดับอะตอม พระภรมาภิไทยย่อ ภ.ป.ร. นี้มีขนาดความยาว 14 นาโนเมตร และความสูง 7 นาโนเมตร ตัวอักษร “ภ” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 17 โมเลกุล ตัวอักษร “ป” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 18 โมเลกุล และ ตัวอักษร “ร” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 15 โมเลกุล
แม้ว่าการจัดเรียงอะตอมโดยเครื่อง STM นี้ยังอยู่เพียงแค่ขั้นการวิจัยและพัฒนา ยังไม่สามารถใช้ได้ในเชิงอุตสาหกรรม แต่ได้แสดงให้เห็นถึงก้าวแรกของนาโนเทคโนโลยี ที่ใปถึงจุด มุ่งหมายสูงสุด นั่นคือ การที่เราสามารถนำอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียงในตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำและถูกต้อง ส่งผลต่อการควบคุมโครงสร้างของวัสดุหรือสสารให้มีคุณสมบัติพิเศษทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ ก่อให้เกิดเป็นนวัตกรรมที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ได้มากมายมหาศาล ความสามารถในการจัดเรียงอะตอมของคาร์บอนมอน็อกไซด์บนผิวของโลหะทองแดงนี้ได้ถูกนำมาสร้างเป็นวงจรขนาดจิ๋วที่ใช้ในการคำนวณได้จริง และในอนาคตอาจจะนำไปใช้สร้างเป็นคอมพิวเตอร์จิ๋วจากอะตอมที่มีประสิทธิภาพยิ่งยวด
2. กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม หรือ เอเอฟเอ็ม (Atomic Force Microscope : AFM) หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้คือ การใช้อุปกรณ์ตรวจหรือโพรบ (probe) ที่มีปลายแหลมเล็กซึ่งติดอยู่กับคานที่มีการโก่งงอตัวได้ แม้ว่าแรงกระทำที่ปลายจะมีขนาดน้อยมากในระดับอะตอม เมื่อปลายแหลมนี้ถูกลากไปบนพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการศึกษา แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวที่เกิดขึ้นกับปลายแหลมจะทำให้คานโก่งงอตัว และสามารถระบุให้ทราบถึงลักษณะพื้นผิวของวัสดุนั้นๆ ว่ามีหลุมมีเนินในบริเวณใดบ้าง เมื่อนำเอาแรงที่เกิดขึ้นที่จุดต่างๆ นี้มาประกอบกันก็จะได้เป็นภาพรวมของพื้นผิวของวัสดุที่เราศึกษานั่นเอง ด้วยหลักการนี้ หากสามารถควบคุมปลายแหลมของอุปกรณ์ของเอเอฟเอ็มในการสัมผัสพื้นผิวได้ ก็ควรที่จะสามารถใช้ปลายนี้ในการสร้างแรงผลักเพื่อเคลื่อนย้ายอะตอมของวัสดุได้เช่นกัน
โดยทั่วไปวิธีการทำงานของเอเอฟเอ็ม แบ่งเป็น 2 วิธีคือ การสัมผัสแบบต่อเนื่อง ได้แก่ การสัมผัสพื้นผิวพร้อมกับการลากปลายแหลมไปบนพื้นผิวนั้นๆ ข้อเสียของวิธีนี้คือ จะทำให้เกิดแรงต้านขึ้นในแนวของการเคลื่อนที่ซึ่งขนานกับพื้นผิว อันอาจทำให้คานของโพรบที่ใช้วัดเกิดการโก่งงอตัว โดยที่มิได้เกิดจากแรงกระทำที่ปลายเนื่องจากแรงในแนวตั้งฉากเพียงอย่างเดียว จึงทำให้ข้อมูลความสูงของพื้นผิวที่วัดได้นั้นผิดไปจากความสูงที่แท้จริง ส่วนอีกวิธีเป็นการสัมผัสแบบไม่ต่อเนื่องโดยให้สัมผัสกับพื้นผิวเป็นระยะเวลาสั้นๆ ในแนวตั้งฉากกับพื้นผิว คล้ายกับการใช้ปลายนิ้วเคาะโต๊ะเป็นจังหวะๆ นั่นเอง ด้วยลักษณะการสัมผัสแบบนี้แรงต้านในแนวตั้งฉากจะไม่เกิดขึ้น แต่เนื่องจากปลายแหลมสัมผัสพื้นผิวเป็นระยะสั้นๆ จึงทำให้เกิดการสั่นของคาน ซึ่งส่งผลให้ค่าสัญญาณวัดได้นั้นไม่คงที่เนื่องจากการใช้เอเอฟเอ็มเพื่อแสดงพิกัดความสูงของพื้นผิวจากแรงที่วัดได้เพียงอย่างเดียวนั้นอาจไม่เพียงพอต่อการสร้างความเข้าใจให้แก่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุในระดับอะตอม เทคโนโลยีความจริงเสมือน (Virtual Reality Technology) จึงได้เข้ามามีบทบาทในการศึกษาในระดับอะตอม เทคโนโลยีความจริงเสมือน ได้แก่ การสร้างภาพสามมิติ และการสร้างแรงสัมผัสให้ผู้ใช้อุปกรณ์ได้รู้สึกเสมือนว่ากำลังอยู่ภายในสิ่งแวดล้อมหนึ่งๆ ซึ่งในที่นี้ก็คือการได้เข้าไปเห็นภาพและจับต้องสัมผัสวัสดุในระดับอะตอมนั่นเอง
นาโนเทคโนโลยีในธรรมชาติ
เมื่อพูดถึงนาโนเทคโนโลยี คนทั่วไปได้ยินแล้วอาจจะนึกภาพไม่ออกและดูเหมือนจะไม่ได้สัมผัสกับมัน แต่จริง ๆ แล้ว นาโนเทคโนโลยีนั้นมีอยู่แล้วในธรรมชาติ อยู่ในสิ่งต่าง ๆ รอบตัวเรา เพียงแต่บางคนอาจจะไม่ได้สังเกตหรือไม่ได้ให้ความสนใจ ตัวอย่างนาโนเทคโนโลยีที่มีอยู่ในธรรมชาติ ยกตัวอย่างเช่น
1. ตีนตุ๊กแก
สัตว์เลื้อยคลานอย่างตุ๊กแกและจิ้งจกสามารถปีนกำแพงหรือเกาะติดผนังที่ราบเรียบและลื่นได้อย่างมั่นคง และในบางครั้งก็สามารถห้อยตัวติดเพดานอยู่ด้วยนิ้วตีนเพียงนิ้วเดียว ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะบริเวณใต้อุ้งตีนของตุ๊กแกจะมีขนขนาดเล็กที่เรียกว่าซีเต้ (setae) จำนวนนับล้านเส้นเรียงตัวอัดแน่นอยู่ โดยที่ส่วนปลายของขนซีเต้แต่ละเส้นนี้ก็ยังมีเส้นขนที่มีขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าสปาตูเล่ (spatulae) ประกอบอยู่อีกหลายร้อยเส้น โดยที่สปาตูเล่แต่ละเส้นจะมีขนาดเล็กประมาณ 200 นาโนเมตรและที่ปลายของสปาตูเล่แต่ละเส้นจะสามารถสร้างแรงดึงดูดทางไฟฟ้าที่เรียกว่าแรงวานเดอวาลส์ (van der Waals force) เพื่อให้ในการยึดติดกับโมเลกุลของสสารที่เป็นส่วนประกอบของผนังหรือเพดานได้ ถึงแม้ว่าแรงวานเดอวาลส์จะเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่อ่อนแอมาก แต่การที่ตีนตุ๊กแกมีเส้นขนสปาตูเล่อยู่หลายล้านเส้นจึงทำให้เกิดแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้าขึ้นอย่างมหาศาลจนสามารถทำให้ตีนตุ๊กแกยึดติดกับผนังได้อย่างเหนียวแน่น ด้วยหลักการนี้เองจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นเทคโนโลยีแถบยึดตุ๊กแก (gecko tape) ขึ้นมาจากวัสดุสังเคราะห์ชนิดใหม่ที่มีลักษณะเป็นขนขนาดนาโน (nanoscopic hairs) เลียนแบบขนสปาตูเล่ที่อยู่บนตีนตุ๊กแกในธรรมชาติ เพื่อนำไปผลิตแถบยึดที่ปราศจากการใช้กาว และผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ อย่าง ถุงมือ ผ้าพันแผล ตลอดจนสามารถพัฒนาไปเป็นล้อของหุ่นยนต์ที่สามารถไต่ผนังหรือเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่งได้อีกด้วย
2. ใบบัว (สารเคลือบนาโน)
การที่ใบบัวมีคุณสมบัติที่เกลียดน้ำก็เพราะว่าพื้นผิวของใบบัวมีลักษณะคล้ายกับหนามขนาดเล็กจำนวนมหาศาลเรียงตัวกระจายอยู่อย่างเป็นระเบียบโดยที่หนามขนาดเล็กเหล่านี้ก็ยังจะมีปุ่มเล็ก ๆ ที่มีขนาดในช่วงระดับนาโนเมตรและเป็นสารที่มีคุณสมบัติคล้ายขี้ผึ้งซึ่งเกลียดน้ำเคลือบอยู่ภายนอกอีกด้วย จึงทำให้น้ำที่ตกลงมาบนใบบัวมีพื้นที่สัมผัสน้อยมาก และไม่สามารถซึมผ่านหรือกระจายตัวแผ่ขยายออกในแนวกว้างบนใบบัวได้ ดังนั้นน้ำจึงต้องม้วนตัวเป็นหยดน้ำขนาดเล็กกลิ้งไปรวมกันอยู่ที่บริเวณที่ต่ำที่สุดบนใบบัว นอกจากนี้สิ่งสกปรกทั้งหลายไม่ว่าจะเป็นผงฝุ่น เชื้อแบคทีเรีย และเชื้อรา ก็ไม่สามารถเกาะติดแน่นอยู่กับใบบัวได้เช่นเดียวกันเพราะว่ามีพื้นที่สัมผัสกับใบบัวได้แค่เพียงบริเวณปลายยอดของหนามเล็กๆ แต่ละอันเท่านั้น ดังนั้นเมื่อเวลาที่มีน้ำตกลงมาสิ่งสกปรกที่เกาะอยู่บนใบบัวก็จะหลุดติดไปกับหยดน้ำอย่างง่ายดายจึงทำให้ใบบัวสะอาดอยู่ตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์จึงได้นำหลักการของน้ำกลิ้งบนใบบัว (lotus effect) มาใช้ในการสังเคราะห์วัสดุชนิดใหม่เลียนแบบคุณลักษณะของใบบัว หรือการนำไปประยุกต์ใช้เป็นสีทาบ้านที่สามารถไม่เปียกน้ำและสามารถทำความสะอาดตัวเองได้ รวมไปถึงการพัฒนาเป็นเสื้อผ้ากันน้ำไร้รอยคราบสกปรก
3. เปลือกหอยเป๋าฮื้อ (นาโนเซรามิกส์)
สารเคมีที่เป็นองค์ประกอบหลักของเปลืยกหอยเป๋าฮื้อคือ แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งเป็นสารชนิดเดียวกันกับชอล์คเขียนกระดาน อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติทางเคมีของเปลือกหอยและชอล์คมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยที่ชอล์คจะเปราะ หักง่าย เป็นผงฝุ่นสีขาว แต่เปลือกหอยจะมีลักษณะเป็นมันวาวและมีความแข็งแรงสูงมาก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะการจัดเรียงตัวในระดับโมเลกุลของแคลเซียมคาร์บอเนตที่พบในชอล์คและเปลือกหอยมีความแตกต่างกันมาก โดยเมื่อใช้กล้องขยายกำลังสูงส่องดูโครงสร้างระดับโมเลกุลของเปลือกหอยเป๋าฮื้อพบว่าการจัดเรียงตัวของโมเลกุลแคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะคล้ายเป็นกำแพงอิฐก่อที่เรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบ โดยที่ก้อนอิฐขนาดนาโนแต่ละก้อนนี้จะเชื่อมติดกันด้วยกาวที่เป็นโปรตีนและพอลิแซคคาไรด์ จากโครงสร้างที่จัดเรียงกันอย่างเป็นระเบียบนี้จึงทำให้เปลือกหอยเป๋าฮื้อทนทานต่อแรงกระแทกมาก ยกตัวอย่างเช่น ให้ค้อนทุบไม่แตก เป็นต้น
เปลือกหอยเป๋าฮื้อ เป็นตัวอย่างที่ดีในการอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุต่างๆ ที่มีองค์ประกอบเป็นสารเคมีชนิดเดียวกันทุกประการแต่มีคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงไปตามการจัดเรียงตัวของโครงสร้างในช่วงนาโน เช่น อะตอมและโมเลกุล ดังนั้นนักนาโนเทคโนโลยีจึงสามารถใช้ความรู้นี้ในการสร้างวัสดุใหม่ๆ ให้มีคุณสมบัติต่างไปจากเดิมได้
4. ผีเสื้อบางชนิด (Polyommatus sp.)
สามารถดึงดูดเพศตรงข้ามหรือหลบหนีศัตรูได้โดยการเปลี่ยนสีปีก เช่นจากสีน้ำเงินไปเป็นสีน้ำตาล ซึ่งการเปลี่ยนแปลงสีปีกนี้ไม่ได้อาศัยสารมีสีชนิดต่างๆ ที่อยู่ในปีกผีเสื้อ แต่กลับอาศัยหลักการหักเหและการสะท้อนของแสงแดดที่มาตกกระทบลงบนปีก โดยถ้ามุมที่แสงตกกระทบมีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย สีที่ปรากฎบนปีกผีเสื้อก็จะแตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ถ้าแสงแดดมาตกกระทบกับโครงสร้างที่อยู่ในปีกผีเสื้อในมุมใดมุมหนึ่งจะสะท้อนแสงสีน้ำเงินออกมา แต่ในขณะเดียวกันก็ดูดซับแสงสีอื่นๆ ไว้ทั้งหมด ทำให้เราเห็นผีเสื้อมีปีกสีน้ำเงิน เมื่อนักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องขยายกำลังสูงส่องดูปีกผีเสื้อชนิดที่สามารถเปลี่ยนสีก็พบรูพรุนที่มีขนาดในช่วงนาโนจำนวนมหาศาลเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบซึ่งทำหน้าที่เป็นเสมือนผลึกโฟโต้นิกส์ในธรรมชาติ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังได้ตั้งสมมุติฐานว่าการเปลี่ยนสีของปีกผีเสื้อชนิดนี้ยังเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิได้อีกด้วย ซึ่งจากการค้นพบนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการสร้างผลึกโฟโต้นิกส์สังเคราะห์ที่ยืดหยุ่นได้ดีและเปลี่ยนคุณสมบัติไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตเสื้อผ้าป้องกันความร้อนที่ใช้ในทะเลทรายหรือห้วงอวกาศ
5. ใยแมงมุม (เส้นใยนาโน)
แมงมุมเป็นสัตว์เพียงชนิดเดียวที่สามารถสร้างและปั่นทอเส้นใยได้ โดยที่ใยแมงมุมเป็นเส้นใยที่มีความแข็งแรงและเหนียวมาก ใยแมงมุมสามารถหยุดแมลงที่บินด้วยความเร็วสูงสุดได้โดยที่ใยแมงมุมไม่ขาด นักวิทยาศาสตร์พบว่าแมงมุมมีต่อมพิเศษที่สามารถหลั่งโปรตีนที่ละลายในน้ำได้ชนิดหนึ่งชื่อว่า ไฟโบรอิน (fibroin) โดยเมื่อแมงมุมหลั่งโปรตีนชนิดนี้ออกมาจากต่อม ดังกล่าวโปรตีนดังกล่าวจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นของแข็ง หลังจากนั้นแมงมุมก็จะ ใช้ขาในการถักทอโปรตีนเหล่านี้เป็นเส้นใยที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งก็คือใยแมงมุมนั่นเอง บริษัทใน ต่างประเทศแห่งหนึ่งสามารถสร้างใยแมงมุมเลียนแบบแมงมุมได้โดยการตัดต่อยีนที่ควบคุมการสร้างโปรตีนไฟโบรอินจากแมงมุมแล้วนำไปใส่ไว้ในโครโมโซมของแพะ เพื่อให้นมแพะมีโปรตีนใยแมงมุม ก่อนที่จะแยกโปรตีนออกมาแล้วปั่นทอเป็นเส้นใยเพื่อใช้ในการผลิตเสื้อเกราะกันกระสุนที่แข็งแรงแต่มีน้ำหนักเบา โดยเส้นใยที่สร้างขึ้นนี้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึงห้าเท่าเมื่อมีน้ำหนักเท่ากัน นอกจากนี้ยังสามารถนำใยแมงมุมไปใช้เป็นเส้นใยผ้ารักษาแผลสดได้อีกด้วย
นอกจากตัวอย่างที่กล่าวข้างต้นแล้ว อีกตัวอย่างหนึ่งของนาโนวิศวกรรมในธรรมชาติ คือ ถ่านกราไฟต์ และเพชร ซึ่งก็ล้วนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน แต่มีการจัดเรียงโครงสร้างให้มีระเบียบต่างกัน จึงทำให้คุณสมบัติต่างกันอย่างชัดเจน หรือเอนไซม์ต่างๆ ที่จำเป็นต่อกระบวนการทำงานในร่างกายซึ่งเป็นโปรตีนอันประกอบด้วยหน่วยย่อยของแต่ละโมเลกุลของกรดอะมิโนต่อกันก็จัดเป็นเครื่องจักรระดับโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นกัน ประสิทธิภาพของของเล็กๆในธรรมชาตินี้ย่อมแสดงให้เห็นความสำคัญอย่างใหญ่หลวงของนาโนเทคโนโลยี และเมื่อธรรมชาติสร้างได้ ทำไมมนุษย์จะสร้างของเล็กๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงพวกนี้บ้างไม่ได้
นาโนเทคโนโลยีกับรางวัลโนเบล
นับตั้งแต่ศาสตราจารย์ฟายน์แมนได้เปิดความคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของนาโนเทคโนโลยีเมื่อ 39 ปีก่อน นาโนเทคโนโลยีก็ได้พัฒนาตัวเองอย่างเงียบๆ มาโดยตลอด ช่วงเวลา 26 ปีแรกนั้นมีเพียงบุคคล 2 ท่านเท่านั้นที่สมควรถือว่าเป็นนักนาโนเทคโนโลยีโนเบล ได้แก่ ฟาย์แมน และ มูลลิเกน ซึ่งทั้งสองท่านได้รับรางวัลโนเบลในปีเดียวกัน แต่คนละสาขา นาโนเทคโนโลยีเพิ่งจะได้ประกาศตัวอย่างเปิดเผย เมื่อมีการคิดค้นเครื่องมือจัดการอะตอมอย่าง STM ในปี ค.ศ. 1982 ซึ่งทำให้ผู้คิดค้นได้รับรางวัลโนเบลอีก 4 ปีต่อมา ในช่วงเวลา 13 ปีหลังนี้เองได้สร้างนักนาโนเทคโนโลยีโนเบลไว้เพิ่มอีกถึง 17 ท่าน และเพียงช่วงเวลา 3 ปีล่าสุดนี้ เรามี นักนาโนเทคโนโลยีโนเบลถึง 8 คน เหตุการณ์เช่นนี้เป็นที่ปรากฎชัดแล้วว่า นาโนเทคโนโลยีกำลังเป็นที่สนใจและทวีความสำคัญยิ่งขึ้นต่อสังคมวิทยาศาสตร์และสังคมโลก
ความก้าวหน้าด้านนาโนเทคโนโลยีในประเทศไทย
เนื่องจากนาโนเทคโนโลยีเป็นเรื่องที่ค่อนข้างใหม่สำหรับประเทศไทย ทำให้ในขณะนี้ประเทศไทยยังไม่มีผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีออกมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ แต่อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีในประเทศไทยก็มีความก้าวหน้ามากพอสมควรและมีแนวโน้มว่างานวิจัยที่กำลังอยู่ในระหว่างการทดลองหลายชิ้นสามารถผลิตออกมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ได้ในอนาคตอันใกล้นี้
ตัวอย่างงานวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีที่กำลังดำเนินการอยู่ในประเทศไทย
อุปกรณ์นาโนที่สังเคราะห์จากสารกึ่งตัวนำ (semiconductor devices) : เช่น จุดควอนตั้ม (quantum dot) เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ อุปกรณ์นำแสงและออพติกส์และทรานซิสเตอร์โมเลกุล ซึ่งดำเนินการอยู่ที่ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes) และจอสารอินทรีย์เรืองแสง (organic light emitting diode) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดนาโนอีกหลายชนิด ซึ่งดำเนินการอยู่ที่ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล การสังเคราะห์สารตัวเร่ง (catalysts) ชนิดใหม่เพื่อใช้ในทางอุตสาหกรรมปิโตรเลียม การสังเคราะห์และการประยุกต์ใช้ ท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งดำเนินการอยู่ที่วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สารประกอบแต่งนาโน (nanocomposites) โดยใช้โพลิเมอร์ผสมกับแร่เคลย์ โดยมีจุดประสงค์ในการนำไปผลิตพลาสติกแบบใหม่ที่ใช้ทำบรรจุภัณฑ์อาหาร ดำเนินการอยู่ที่ศูนย์เทคโนโลยีวัสดุและโลหะแห่งชาติ (MTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ไบโอเซ็นเซอร์ (biosensor) และห้องปฎิบัติการบนแผ่นชิพ (lab on a chip) ที่เน้นการประยุกต์ใช้ในด้านการแพทย์และสาธารณสุข ดำเนินการอยู่ ณ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) การเพิ่มคุณค่ายารักษาโรคเขตร้อน และโรคอื่นๆ โดยใช้นาโนเทคโนโลยี รวมทั้งการผลิตถุงมือยางเคลือบอนุภาคนาโนสำหรับแพทย์และพยาบาล ซึ่งส่วนใหญ่ดำเนินการอยู่ที่คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล อื่นๆ เช่นงานวิจัยของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ มหาวิทยาลัยสุรนารี สถาบันเทคโนโลยีลาดกระบัง สถาบันเทคโนโลยีธนบุรี ศูนย์ซินโครตรอนแห่งชาติ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งงานวิจัยส่วนใหญ่จะคล้ายคลึงกับงานวิจัยที่ได้กล่าวมาแล้ว
ปัจจุบันนักวิจัยไทยกำลังพัฒนาชิพตรวจโรคต่างๆ โดยไม่น้อยหน้าประเทศอื่นๆ หรือใช้ตรวจวัดคุณภาพอาหารและสิ่งแวดล้อม เช่น ชิพสำหรับตรวจเชื้อโรคประเภท E. Coli และอหิวาตกโรคที่อาจปนเปื้อนในอาหาร ชิพสำหรับตรวจสอบการปนเปื้อนของยาฆ่าแมลงหรือโลหะหนักในน้ำดื่ม ชิพสำหรับการตรวจหาไวรัสในฟาร์มกุ้ง เป็นต้น
ผลิตภัณฑ์สินค้าที่ผลิตด้วยนาโนเทคโนโลยี
ผลิตภัณฑ์สินค้านาโนเทคโนโลยีในปัจจุบัน ซึ่งมีทั้งที่ผลิตในประเทศไทยและต่างประเทศ ซึ่งเริ่มมีมากขึ้นทุกที ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการใช้อนุภาคเงินนาโน (Silver Nanoparticles) มาเคลือบผลิตภัณฑ์ต่างๆ พอประมวลได้ดังต่อไปนี้
ผลิตภัณฑ์เสื้อผ้าสิ่งทอ ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มนี้ จะเห็นมากที่สุดในท้องตลาดทั่วไป สำหรับในประเทศไทยเราก็มีได้แก่เสื้อนาโน และเสื้อเหลืองที่ผลิตออกมาเนื่องในวโรกาสพิธีฉลองสิริราชสมบัติครบ 60 ปี และฉลองพระชนมายุครบ 80 พรรษา ของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสื้อนาโน คือ เสื้อที่ได้ประยุกต์เอาเทคโนโลยีระดับนาโนเมตร ไปช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเนื้อผ้าธรรมดาให้กลายเป็นเสื้อผ้าชนิดพิเศษ มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น เสื้อเหลืองธรรมดา ราคามีตั้งแต่ 199 บาท แต่ถ้าเป็นเสื้อเหลืองนาโน จะมีราคาสูงขึ้นอีกเป็นเท่าตัวคือประมาณ 450-500 บาท
1) เสื้อกันยับ ใช้ไททาเนียมไดออกไซด์กับผ้าฝ้ายและนาโนซิลิกากับผ้าไหม เนื่องจากสารไททาเนียมไดออกไซด์ทำให้เกิดการเชื่อมต่อกับเส้นใยเซลลูโลสในเนื้อผ้าฝ้ายได้ ส่วนนาโนซิลิกาผสมกับสารกระตุ้นมาเลอิกแอนไฮดรายด์ (maleic anhydrive) สามารถป้องกันการยับในผ้าไหมได้ดี
2) เสื้อกันน้ำ อาศัยประสบการณ์คล้าย “น้ำกลิ้งบนใบบัว” คือทำให้พื้นผิวใบบัวขรุขระและเคลือบสารคล้ายขี้ผึ้งลงไปบนใบบัว ทำให้น้ำไม่ติดบนใบบัว หลักการเดียวกันด้วยการผสมผสานนาโนเทคโนโลยีทำให้พื้นผิวผ้าขรุขระและเคลือบด้วยสารที่ไม่ชอบน้ำลงไป ทำให้น้ำ น้ำชา กาแฟ ไม่สามารถหกเลอะเปื้อนได้
3) เสื้อกันไฟฟ้าสถิต เป็นการเพิ่มความชื้นในเนื้อผ้าโดยใช้สารหมูไฮดรอกซิล (OH) ไซเลนนาโนซอล (Silance nanosol) สารที่สมบัตินำไฟฟ้า ซึ่งสามารถลดไฟฟ้าสถิตในเนื้อผ้าได้
4) เสื้อกันรังสียูวี ใช้สาร 2 ชนิด ได้แก่ สารซิงค์ ออกไซด์ (ZnO) และไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ซึ่งสารเหล่านี้มีขนาดเล็กมากถึงระดับนาโนเมตรจนสามารถสะท้อนแสงและรังสียูวีได้ดียิ่ง
5) เสื้อกันแบคทีเรีย ใช้สารที่มีคุณสมบัติป้องกันเชื้อแบคทีเรียด้วยอนุภาคนาโน ที่สามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้ อนุภาคเหล่านี้ได้แก่อนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์ อนุภาคซิงค์ออกไซด์ และอนุภาคเงินนาโน (Nano silver)
ส่วนในต่างประเทศมีผลิตภัณฑ์ที่ผลิตออกมาหลายชนิด คือ
1). เสื้อและกางเกง เมื่อสวมใส่ในฤดูร้อน จะทำให้เย็นสบาย เมื่อสวมใส่ในฤดูหนาวจะทำให้อบอุ่น
2) ถุงเท้า เมื่อใส่แล้วไม่มีกลิ่นเหม็น
3) ผ้าพันแผล เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพมาช่วยในการักษาบาดแผล ซึ่งผ้าพันแผล นี้กระบวนการผลิตจะใส่หรือฝังอนุภาคเงินลงไป เช่น เมื่อได้รับบาดเจ็บ ก็ใช้ผ้าพันแผลพัน หรือ แปะรอบบริเวณที่บาดเจ็บ จะทำให้ตัวยาสามารถวิ่งเข้าไปทำการประสานแผลกันเร็วขึ้นและทำให้แผลหายอย่างรวดเร็ว
การรักษาโรค เช่น โรคเบาหวาน ซึ่งเป็นโรครักษายาก ได้มีการนำนาโนเทคโนโลยีไปประยุกต์ใช้เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต (Biotec) คือ พัฒนาชีวแคปซูล (Biocapsules) ขึ้นมา เพื่อให้ผู้เป็นโรคเบาหวานรับประทาน และแคปซูลนี้จะลงไปรักษาระดับโฮโมนที่ควบคุมน้ำตาลในเลือด (Insulin) ทำให้เบาหวานไม่กำเริบและมีชีวิตอยู่ได้ยาวนาน
ผลิตภัณฑ์ชุดกีฬา (Sporting) ได้แก่
1) ลูกเทนนิส สามารถใช้งานได้ยาวนานขึ้น
2) ไม้ตีเทนนิส มีความแข็งแรงทนทานเพิ่มมากขึ้น
3) ลูกกอล์ฟ ทำให้สามารถตีได้ไกลกว่าเดิม
4) น้ำยาเคลือบสกี ทำให้การเล่นสกีโลดเล่นไปอย่างรวดเร็ว เมื่อใส่น้ำยาเคลือบสารนาโนลงไป
5) ลูกโบว์ลิ่ง ซึ่งโดยปกติแล้วจะหนัก แต่เมื่อใช้นาโนเทคโนโลยีเข้าไปช่วยจะทำให้ลูกโบว์ลิ่งเบา พื้นผิวส่วนหน้าไม่มีรอยขีดข่วน ทำให้ไม่เหนื่อยง่าย และสามารถเล่นได้เป็นระยะเวลายาวนาน
ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นสินค้าอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน ได้แก่
1) เครื่องปาล์ม (Palm)
2) ยูเอสบีแฟลตไดรฟ์ (USB Flash Drive)
3) กล้องดิจิตอล (Digital Cameras)
4) โทรศัพท์เซลลูล่าร์ (Cell Phone)
5) จอภาพผลึกของเหลว (LCDs)
6) เครื่องเล่นเพลง (MP3)
7) หมึกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic ink display)
8) เครื่องเล่น DVD เมื่อเล่นจะไม่มีสะดุดหรือกระทบติดขัด
9) แบตเตอร์รี่ขนาดบาง (Electronic ink) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่มีความยืดหยุ่น
อุปกรณ์เหล่านี้ สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและได้ผลดี เพราะว่าได้ใส่ปริมาณอนุภาคของนาโนลงไป หรือผลิตภัณฑ์สินค้าอีกชนิดหนึ่งคือ น้ำยาขัดเงารถยนต์ (Nano Car wax) เมื่อใส่อนุภาคนาโนลงไป เมื่อนำไปขัดจะทำให้รอยแตก หรือรอยกระแทกของรถยนต์เลือนหายไป ในขณะเดียวกันก็จะทำให้รถยนต์ใหม่เป็นเงาวาววับทีเดียว
ผลิตภัณฑ์อีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบสำหรับเด็กและวัยรุ่น คือ เกมคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันเกมคอมพิวเตอร์ที่ผลิตด้วยนาโนเทคโนโลยี เช่น Pong, Frogger และ PacMan ได้เข้าไปแทนที่เกมอย่าง Playstation, X-Boxes และ Game Cubes เกือบหมดแล้ว นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่อยู่ข้างคอมพิวเตอร์ คือ เมาส์ แป้นพิมพ์ ลำโพง สแกนเนอร์ เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้ สามารถทำความสะอาดได้ง่าย ไม่เป็นที่หมักหมมของเชื้อโรค ใช้งานได้ทนทานยาวนาน มีประสิทธิภาพสูง
ผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ ในส่วนของเครื่องสำอางนาโน ได้เริ่มมีการวางจำหน่ายแล้วเช่น ครีมบำรุงผิวพรรณที่สามารถแทรกซึมเข้าไปในผิวหนังได้ลึกยิ่งขึ้นเพื่อต่อต้านริ้วรอย Plenitude Revita-lift ของ L’Oreal Paris ใช้เทคนิคในการบรรจุวิตามินไว้ในแคปซูลอณูเล็กจิ๋ว แคปซูลนี้จะทำหน้าที่เป็นเหมือนฟองน้ำที่ซับเอาครีมไว้และจะปล่อยออกมาเมื่อชั้นแคปซูลภายนอกละลายภายใต้ผิวหนัง และครีมป้องกันแดด nanocrystalline (Nucelle Sunsense SPF 30) มีส่วนประกอบสำคัญได้แก่ (Z-COTE) ซึ่งสามารถป้องกันได้ทั้งรังสี UVA และUVB ได้อย่างมีประสิทธิภาพและไม่ทำให้เกิดอาการแพ้
และเมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทซัมซุงอิเล็กทรอนิกส์ ได้เปิดตัวสินค้าใหม่ คือ เครื่องซักผ้าไม่ต้องใช้น้ำ ชื่อ Samsung Air Wash เป็นเครื่องซักผ้าไม่ต้องใช้น้ำ ไม่ต้องรอให้ผ้าแห้ง หลักการคือ การใช้กระแสของลมร้อนเป็นพื้นฐาน และซิลเวอร์นาโน (Silver Nano) ซึ่งจะเข้าไปซอกซอนทุกอณูของใยผ้า เพื่อขจัดคราบสกปรกที่ฝังอยู่บนผิวผ้า และสามารถฆ่าเชื้อโรค ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้มากถึง 99.9 % และขจัดกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ออกจากเสื้อผ้าได้อย่างดีอีกด้วย
บทสรุป
นาโนเทคโนโลยีเป็นสหสาขาวิชาใหม่ (multidisciplinary area) ที่ต้องอาศัยความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจากหลากหลายสาขารวมเข้าด้วยกัน ทั้งเคมี ฟิสิกส์ ชีววิทยา อิเล็กทรอนิกส์ และอื่นๆ โดยเฉพาะสาขาคอมพิวเตอร์ (ระดับการใช้หุ่นยนต์แทนแรงงานมนุษย์) สำหรับการประกอบและผลิตสิ่งต่างๆ ขึ้นจากการจัดเรียงตัวของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมหรือ โมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยความแม่นยำในระดับ นาโนเมตร และอุตสาหกรรมในอนาคตจะเป็น อุตสาหกรรมระดับโมเลกุล โดยโรงงานจะเป็นโรงงานนาโนที่ประกอบด้วยหุ่นยนต์นาโนนับล้านๆ ตัว ทำหน้าที่จัดเรียงอนุภาคอะตอมจนได้ผลผลิตตามความต้องการ
ด้านการแพทย์ การบำบัดรักษาจะใช้หุ่นยนต์และกลไกที่มีขนาดจิ๋วในระดับโมเลกุลส่งเข้าไปในร่างกายเพื่อตรวจลักษณะอาการและระบบการทำงานต่างๆ รวมทั้งกระตุ้นให้ร่างกาย ดูดซับยาบางชนิดได้อย่างรวดเร็วและกระตุ้นร่างกายในส่วนที่ตัวยาไม่อาจเข้าถึงให้สามารถรับ ตัวยาได้ ทำให้ตัวยามีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหุ่นนาโนจะมีศักยภาพสูงขึ้นเรื่อยๆ สามารถทำหน้าที่ได้หลากหลาย หุ่นนาโนจะทำการผ่าตัดในระดับเซลล์และโมเลกุลทำให้กรรมวิธีในการผ่าตัดในปัจจุบันไม่มีความจำเป็นอีกต่อไป การศัลยกรรมความงามจะไม่มีความ จำเป็นอีกเนื่องจากหุ่นนาโนสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างโดยไม่ต้องใช้การผ่าตัด ซึ่งในปัจจุบันก็มีอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ผู้ป่วยสามารถกลืนเข้าไปเพื่อตรวจสภาพในร่างกายได้
ด้านอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ จะสามารถสร้างวงจรและคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วในระดับโมเลกุลได้ วัสดุจากนาโนจะมีความบริสุทธิ์สูงสามารถนำไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ อายุการใช้งานยาวนาน ใช้พลังงานน้อยลง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีขนาดเล็กลงพกพาได้สะดวก หรืออาจฝังเข้าไปในร่างกายได้ มีความชาญฉลาดสามารถรับข้อมูลและปรับเปลี่ยนโครงสร้าง ตลอดจนสำเนาตัวเองขึ้นมาใหม่ได้
ด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม จะทำให้การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม จะมีการใช้ทรัพยากรธรรมชาติน้อยลง นาโนเทคโนโลยีจะช่วยสร้างเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เช่น การสร้างกระดาษขึ้นจากวัสดุสังเคราะห์ที่ไม่ทำให้ต้องตัดไม้ทำลายป่า และหุ่นนาโนสามารถดูแลและแก้ไขสภาพแวดล้อมที่เสื่อมโทรมให้กลับคืนสู่สภาพเดิม กำจัดและสลายมลพิษต่างๆ
ด้านเทคโนโลยีอวกาศ นาโนเทคโนโลยีจะขจัดปัญหาในด้านพลังงานเชื้อเพลิง ขนาดและน้ำหนักของยานให้น้อยลงเนื่องจากวัสดุอุปกรณ์นาโนจะมีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงทนทานสูง นอกจากนี้ ในสภาพที่แรงโน้มถ่วงที่มีกำลังอ่อนจะสะดวกต่อการสร้างและพัฒนาโครงสร้างของวัสดุและกลไกนาโนที่ไม่สามารถทำบนพื้นผิวโลกได้ และเทคโนโลยีอวกาศจะเชื่อมโยงไปสู่การสร้างคอมพิวเตอร์จิ๋วประสิทธิภาพสูง ยานสำรวจอวกาศจิ๋ว ชุดนักบินอวกาศต่อไป
ที่จริงแล้วนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีไม่ใช่ของใหม่เสียทีเดียว ทางโลกตะวันตกได้รู้จักการใช้ประโยชน์ของอนุภาคนาโน (nanoparticles) หลายร้อยปีแล้ว อย่างไม่รู้ตัวเช่น ช่างทำกระจกสีเพื่อใช้ประดับในโบสถ์ ใช้โลหะ เช่น ทองแดง ทองคำ หลอมผสมกับแก้วเป็นสีต่าง ๆ ซึ่งก็ได้มีการคาดคะเนทางทฤษฎีมาเมื่อประมาณร้อยปีก่อนนี้แล้วว่า สีเหล่านี้เกิดขึ้นจากอนุภาคนาโนของโลหะที่อยู่ในกระจก และปัจจุบันนาโนศาสตร์ก็ได้มาช่วยยืนยันสมมุติฐานดังกล่าวว่าเป็นเพราะคุณสมบัติดูดซับแสงของอนุภาคโลหะขนาดช่วงนาโนเมตรที่จะดูดซับแสงสีต่างๆในสัดส่วนที่ไม่เท่ากัน จึงทำให้แสงที่ทะลุผ่านกระจกได้ไม่เหมือนกันและเห็นเป็นสีของกระจกต่างกันไป
สรุป นาโนเทคโนโลยีที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรมเรียบร้อยแล้วได้แก่ ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางแป้งที่มีอนุภาคนาโน ทำให้แป้งไม่สะท้อนแสงช่วยให้ใบหน้าดูอ่อนเยาว์ขึ้น ผลิตภัณฑ์ครีมบำรุงผิวอนุภาคนาโนที่ดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังดีขึ้น เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของครีม สำหรับ นาโนเทคโนโลยีที่จะใช้ได้จริงในอีก 5-6 ปีข้างหน้าได้แก่ ระบบบนชิพ เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน ตัวเซนเซอร์ทางการแพทย์ ชิ้นส่วนต่างๆ ของหุ่นยนต์ และนาโนเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ในอีก 20 ปีข้างหน้าได้แก่ เซนเซอร์นาโนติดรถยนต์ อวัยวะเทียม กระดูกเทียมที่มีอนุภาคในระดับนาโนสำหรับผู้พิการ
ข้อวิจารณ์และข้อเสนอแนะ
(http://www.dmsc.moph.go.th/webroot/SamutSongkhram/km-nano.htm) แล้วชีวิตจะเป็นอย่างไร ท่ามกลางความก้าวหน้ารุ่งเรืองของมหาอาณาจักรนาโน พัฒนาการของเทคโนโลยีจิ๋วจะส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของผู้คนอย่างไรบ้าง เมื่อเอ่ยถึง สุดยอดนวัตกรรมอย่างคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วความเร็วสูง จักรกลขนาดโมเลกุล วัสดุชนิดพิเศษที่มีความแข็งแกร่งสูง น้ำหนักเบา และมีความฉลาด อาจฟังดูเท่ห์และหมายถึงความสะดวกสบาย รอบด้าน แต่ที่สุดแล้วสิ่งเหล่านี้ให้อะไรกับมนุษย์บ้าง และเมื่อไหร่นาโนเทคโนโลยีจึงจะเข้ามาในชีวิตของพวกเรา และไม่ใช่นวัตกรรมแห่งอนาคต แต่เป็นสิ่งประดิษฐ์แห่งปัจจุบัน
คำตอบคือ นาโนเทคโนโลยีอยู่ที่นี่ในขณะนี้แล้ว แนวคิดบุกเบิกด้านนาโนเกิดขึ้นเมื่อเกือบ 50 ปีมาแล้ว และความก้าวหน้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ขณะนี้นวัตกรรมนาโนเทคโนโลยีเริ่มทยอยออกสู่ตลาด และความนิยมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จากคุณสมบัติอันน่าอัศจรรย์ แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น สินค้านาโนเทครุ่นแรกๆ บ่งชี้ให้เห็นถึงสิ่งต่อไปที่กำลังจะมาถึง
นาโนเทคโนโลยีกำลังจะกลายเป็นคลื่นลูกใหม่ ต่อจากยุคของเทคโนโลยีสารสนเทศ (ไอที) และ เทคโนโลยีชีวภาพ (ไบโอเทค) ซึ่งจะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ทั้งในเรื่องของโลหะ และวัสดุเพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษ ตามที่ต้องการใช้ อาทิ การเพิ่มความละเอียด หรือความคงทน และยังนำมาใช้ทั้งในเรื่องของการแพทย์หรืองานสาธารณสุข ตลอดจนการเพิ่มศักยภาพและความเร็วของคอมพิวเตอร์ ซึ่งขณะนี้หลายประเทศ ทั้งสหรัฐอเมริกา และประเทศที่พัฒนาแล้ว อย่างในทวีปยุโรป และเอเชียก็ได้ดำเนินการเป็นโครงการขนาดใหญ่แล้วเช่นกัน
สินค้านาโนเทคโนโลยีบางอย่างวางตลาดมานานระยะหนึ่งแล้วและบางอย่างกำลังจะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ของสินค้าในประเภทเดียวกันเช่น อุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันที่ Mobile ใช้ Zeolite ในการกลั่นน้ำมันเบนซิน สามารถผลิตน้ำมันได้มากกว่าสาร catalysts แบบเดิม ถึงร้อยละ 40 เมื่อเทียบปริมาณน้ำมันดิบบาร์เรลต่อบาร์เรล นอกจากนี้สินค้านาโนเทครุ่นแรกๆ ที่จะออกมา น่าจะประกอบด้วยวัสดุฉลาดที่ฉาบเคลือบพื้นผิวต่างๆ เพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษหรือทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกัน ชั้นบางๆ ในระดับนาโนที่เคลือบทับตัวสินค้าหรือชิ้นส่วนประกอบจะช่วยสร้างคุณสมบัติพิเศษในหลายๆ ด้าน เช่น กระจกหรือเลนส์ที่สามารถป้องกันรังสีอุลตราไวโอเลต ที่ทำให้เกิดมะเร็ง หรือผลิตภัณฑ์ที่ฉาบเคลือบเพื่อป้องกันรอยขีดข่วน รอยยับ หรือสิ่งสกปรกและฝุ่นผง ไม่สามารถเกาะติดได้ หรือแม้แต่ทำให้แบคทีเรียบางชนิดไม่สามารถขยายพันธุ์ได้ ทำให้ไม่เกิด การผุพังหรือเชื้อราโดยเฉพาะในห้องน้ำหรือห้องครัว ฟิล์มชนิดบางของสารต่างๆที่มีความหนาในขนาด นาโนเมตร เช่น OLED (Organic Light Emitting Device) เป็นจอแสดงผลที่ทำจากสารอินทรีย์ ผ้าที่เปื้อนยากที่สามารถกันหยดน้ำหรือของเหลวไม่ให้ซึมเข้าใยผ้าได้ โดยอาศัยความไม่ชอบน้ำ (hydrophobicity) ของสารที่เคลือบใยผ้ามาและรวมกับความตึงผิวของหยดน้ำ หรือของเหลวเองมาเป็นแรงผลักตัวหยดน้ำไม่ให้ซึมผ่านชั้นเคลือบไปได้
ขณะที่นาโนเทคโนโลยีกำลังก้าวเข้ามาสู่ชีวิตประจำวัน คำถามและความคลางแคลงต่างๆ ก็เริ่มตามมาทั้งในแง่จริยธรรม นโยบายสาธารณะ กฎหมาย และความรับผิดชอบต่อสังคม ซึ่งเป็นเรื่องเร่งด่วนที่จะต้องรีบพิจารณาก่อนที่จะสายเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเด็นเรื่องสิทธิบัตรเทคโนโลยีชีวภาพและเภสัชกรรม แพทย์จำนวนมาก รัฐบาลหลายประเทศ และองค์กรพัฒนาเอกชนทางสังคมต่างๆ เห็นว่าการจดทะเบียนสิทธิบัตรตัวยาไม่ได้เป็นแค่การคุ้มครองในแง่ธุรกิจ เท่านั้น แต่เท่ากับปกป้องการค้นพบและความก้าวหน้าเป็นความลับ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาขั้นต่อๆ ไป และราคายาที่จำหน่ายในราคาสูงทำให้ผู้ป่วยในประเทศที่กำลังพัฒนาหรือประเทศด้อยพัฒนาไม่สามารถเข้าถึงยานั้นๆ ได้ แต่ทางบริษัทก็อ้างว่ามีต้นทุนในการศึกษาวิจัยที่สูง คำถามก็คือ ถ้าหากผลประโยชน์ทางธุรกิจกับความรับผิดชอบต่อสังคมเป็นขั้วตรงข้ามกันเช่นนี้ เราจะสามารถประสานกันอย่างไรให้ได้รับประโยชน์ร่วมกันทั้งสองฝ่าย
อีกด้านหนึ่งหลายคนแสดงความเป็นห่วงใยว่านาโนเทคโนโลยีกำลังสร้างผลทางสังคมและภูมิรัฐศาสตร์ เพราะจะทำให้ช่องว่างระหว่างประเทศพัฒนาแล้วที่ร่ำรวยอยู่แล้ว ร่ำรวยมากขึ้น ขณะที่ประเทศด้อยพัฒนา และกำลังพัฒนา ยังมองไม่เห็นหนทางที่จะเดินไปข้างหน้าในเรื่องนี้ หรือมีอุสรรคขวางกั้นการก้าวสู่ประเทศอุตสาหกรรมเพราะต้องลงทุนสูงและต่อเนื่องในด้านการศึกษาโครงสร้างพื้นฐาน การปฏิรูปทางการเมือง การบังคับใช้กฎหมาย และกระบวนการผลิต ที่ทันสมัย แต่ถ้าเทคนิคการผลิตระดับนาโนมีราคาถูกลงและเข้าถึงได้ง่าย ก็จะทำให้ช่องว่างดังกล่าวลดลง หรืออย่างน้อยก็ช่วยตอบสนองต่อความต้องการสิ่งจำเป็นพื้นฐานในการดำรงชีพให้กับประชากรทั่วโลก รวมทั้งพัฒนาคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้น
อีกคำถามหนึ่งคือ เรื่องความปลอดภัยของนาโนเทคโนโลยี เพราะอาจมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ตามมามากมาย เช่น อนุภาคนาโนขนาดจิ๋วหากปนเปื้อนในอากาศหรือน้ำ อาจสร้างให้เกิดมลพิษรูปแบบใหม่ๆ ที่น่าสะพรึงกลัวมากกว่าเดิมหลายเท่า เรายังไม่ทราบเลยว่าอนุภาคเหล่านี้สามารถผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้โดยง่ายทางการหายใจหรือแทรกซึมทางผิวหนัง ถ้าหากมันเข้าไปสะสมในตับ ปอด หรือสมองแล้วจะเกิดอะไรขึ้น
นาโนเทคโนโลยีอาจมีผลกระทบเชิงสังคมและเรื่องของความมั่นคงเช่น เป็นอาวุธทำลายล้าง แต่ไม่ใช่ระเบิดอย่างที่เป็นมา แต่เป็นการเจาะจงทำลาย เช่น ตั้งโปรแกรมให้ผู้ที่มีตาสีฟ้า ผมสีบรอนซ์ เป็นมะเร็งให้หมด คนที่มีเชื้อสายจีน หัวใจวายทั้งหมด แล้วจะเป็นอย่างไร ร้ายขึ้นไปอีก เมื่อสามารถจำลองเซลล์ ของ ฮิตเลอร์ สตาลิน ขึ้นมาใหม่ได้ หรือสร้างเครื่องยนต์สังหาร ตามล้างตามล่า เป้าหมายที่สามารถระบุรูปพรรณสัณฐานได้อะไรจะเกิดขึ้น อุปกรณ์จิ๋วทางการแพทย์ อาจถูกใช้เป็นอาวุธในการฆาตกรรมหรือ อาวุธที่มีขนาดเล็ก เรียกว่า nonoweapon ซึ่งสามารถซุกซ่อนไปก่ออาชญากรรมได้ทุกพื้นที่ โดยเฉพาะอาวุธที่ทำมาจากท่อนาโนคาร์บอนที่ไม่สามารถใช้เครื่องตรวจสอบโลหะตรวจจับได้
อันตรายบางด้านอาจจะยังไม่ชัดเจน หรือยังไม่อาจเป็นจริงได้ในอนาคตอันใกล้นี้ แต่ทางด้านจริยธรรมและศีลธรรมได้มีการถกเถียงกันขึ้นแล้วเช่น การเพาะเซลล์ต้นแบบเพื่อสร้างเซลล์หรืออวัยวะทดแทนให้กับผู้ป่วยพาร์คินสัน อัลไซเมอร์ หรือโรคเบาหวาน บางกรณีเซลล์ที่ถูกเพาะขึ้นมาในลักษณะเกือบเป็นตัวอ่อน คำถามที่ตามมาคือ เป็นเรื่องที่ถูกต้องหรือไม่ในการสร้างชีวิตแล้วทำลายลงไปเพื่อช่วยต่อชีวิตของคนคนหนึ่ง หรือการที่บริษัท Affy-metrix และ Agilent ใช้เทคโนโลยีชั้นสูงในการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ ที่ไม่เพียงแต่สามารถตรวจวิเคราะห์พันธุกรรมของโรคร้าย แต่ยังสามารถตรวจความบกพร่องทางพันธุกรรมของมนุษย์ทำให้บอกล่วงหน้าได้ว่าในอนาคตบุคคลผู้นั้นจะเป็นโรคอะไร ข้อมูลในลักษณะนี้เป็นที่ต้องการของบรรดาบริษัทประกันสุขภาพ รวมทั้งเจ้าของธุรกิจต่างๆ ในการพิจารณาลูกค้าที่ต้องการทำประกันหรือรับเข้าทำงาน ซึ่งเป็นการละเมิดสิทธิส่วนบุคคลถึงระดับพันธุกรรม และอาจถึงขั้นเกิดการกีดกันและแบ่งชนชั้นพันธุกรรม
คำถามเหล่านี้มีความสำคัญยิ่ง ถึงเวลาหรือยังที่เราจะเริ่มพิจารณากันอย่างจริงจัง กำหนดกรอบทิศทางไว้เสียแต่เนิ่นๆ ไม่ปล่อยให้เป็นเพียงเรื่องราวที่ลึกลับ สนุกสนาน ชวนติดตามทางทีวี หรือนิยายวิทยาศาสตร์ แง่มุมทางจริยธรรมและผลกระทบของนาโนเทคโนโลยีควรแจ้งให้ สาธารณชนทราบและร่วมตัดสินใจหรือกำหนดทิศทางในการเดินไปข้างหน้า เพื่ออนาคตของ พวกเขา ลูกหลาน และมนุษยชาติโดยรวม
ถึงแม้จะมีผลกระทบและแง่มุมทางด้านจริยธรรมที่ต้องพิจารณา แต่ก็คงปฏิเสธไม่ได้ว่าปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีได้มีความก้าวหน้าและอาจเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันเร็วกว่าที่คาดคิดกันเอาไว้ ดังนั้นตัวเราเองและทีมงานจะต้องคอยติดตามและทำความเข้าใจกับเทคโนโลยีนี้อย่างใกล้ชิด ในขณะเดียวกันก็อาจต้องทำการศึกษาวิจัยให้มากขึ้น โดยเฉพาะการพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยโรคต่างๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคพันธุกรรม เพื่อให้สามารถวิเคราะห์หาสาเหตุของโรคได้ถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็ว เพื่อประโยชน์ในการรักษาผู้ป่วยให้หายเร็ว หรือการพัฒนายาหรือสมุนไพรเพื่อการรักษาผู้ป่วย ทั้งนี้เพราะประเทศไทยมีความหลากหลายทางชีวภาพอยู่มากสามารถนำมาเป็น วัตถุดิบเพื่อการศึกษาวิจัยและที่สำคัญที่สุดคือการพึ่งพาตนเองของประเทศและประหยัด งบประมาณหรือเงินของประเทศในการจัดซื้อเทคโนโลยีดังกล่าวมาใช้ในอนาคต
National Nanotechnology Center (NANOTEC)
ความเป็นมาของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ
นาโนเทคโนโลยีเป็นกระแสใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีในศตวรรษที่21 ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้าง สังเคราะห์วัสดุ หรือ ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากในระดับ 0.1 ถึง 100 นาโนเมตร นาโนเทคโนโลยีจะทำให้วัสดุมีสมบัติพิเศษที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ เป็นประตูสู่นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกแขนง ซึ่งจะช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตประชาชนไทย ตลอดจนเพิ่มขีดความสามารถของอุตสาหกรรมไทยในเวทีโลกให้ทัดเทียมอารยประเทศ ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) เป็นองค์กรในกำกับของรัฐ ภายใต้สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ก่อตั้งขึ้นเมื่อ วันที่ 13 สิงหาคม 2546 มีภารกิจหลักที่ต้องรับผิดชอบในการสร้าง สนับสนุน และส่งเสริม ศักยภาพของนาโนเทคโนโลยี ตลอดจนเผยแพร่ความรู้ให้กับสังคม ถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ภาคอุตสาหกรรม และสร้างความตระหนัก ความรู้ ความเข้าใจให้กับประชาชนในประเทศให้มีความพร้อมในการรับข่าวสารข้อมูลนาโน เทคโนโลยีทั้งในปัจจุบันและอนาคต ทั้งนี้เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์และเป้าหมายของการพัฒนาประเทศตามแผนพัฒนา เศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับปัจจุบัน
นโยบายการดำเนินงานของศูนย์ฯ สำหรับประเทศไทยนั้น การตามกระแสประเทศอื่นๆ ในเรื่องนาโนเทคโนโลยีเป็นเรื่องที่ไม่สายเกินไป ปัจจุบันมีงานวิจัยอยู่พอควรในสถาบันการศึกษาและสถาบันวิจัยกว่า 20 แห่ง โดยมีนักวิจัยจำนวนกว่า 100 คน แต่ยังเป็นจำนวนที่ไม่เพียงพอ ทางศูนย์ฯจึงต้องมีการพัฒนากำลังคนที่มีความเชี่ยวชาญด้านต่างๆของนาโนเทคโนโลยี เช่น การให้ทุนการศึกษาทั้งในและต่างประเทศ และการสนับสนุนให้ทุนวิจัย ส่วนในภาคอุตสาหกรรมนั้น แม้ว่าจะมีการใช้นาโนเทคโนโลยีอยู่บ้าง แต่โดยมากเป็นในรูปการนำเข้าผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยี จึงยังต้องมีการส่งเสริมเพื่อให้เกิด นาโนเทคโลยีในทุกระดับตั้งแต่การผลิตเพื่อทดแทนการนำเข้าจนถึงการส่งออก
ความหมายของนาโนเทคโนโลยี
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (2548, หน้า 20) นาโนเทคโนโลยี หมายถึง เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้าง หรือ การสังเคราะห์วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักร หรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) รวมถึงการออกแบบ หรือการใช้เครื่องมือในการสร้างวัสดุที่มีขนาดเล็กมาก หรือเรียงอะตอม และโมเลกุล ในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุ หรือ อุปกรณ์มีคุณสมบัติพิเศษขึ้น ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ และสามารถนำมาใช้ประโยชน์ต่อผู้ใช้สอยได้
นาโนเทคโนโลยี หมายถึง เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับสิ่งของเล็ก ๆ ที่มีขนาดในระดับนาโนเมตร (หนึ่งในพันล้านส่วนของเมตร) ซึ่งเป็นระดับของอนุภาคในขนาดอะตอม(www.variety.teenee.com/science/3255.html)
คำว่า "นาโน" เป็นหน่วยวัด ระดับ ขนาด หรือ ความยาวของวัตถุ ตามมาตราเมตริก
นาโน หมายถึง หนึ่งในพันล้านส่วน ( 1 นาโมเมตร เท่ากับ 10-9 ของ 1 เมตร ) ส่วนคำว่า "เทคโนโลยี " หมายถึง วิวัฒนาการ ความก้าวหน้า ถ้านำมารวมกันแปลความหมายได้คือ “ความก้าวหน้า ระดับนาโนเมตร ” (www.ate.ac.th/tip/2004/08/el.html)
คำว่า "นาโน" มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก แปลว่า 1 ในพันล้านส่วน 1 นาโนเมตร (อักษรย่อ น.ม. – mm) เท่ากับ 1/1,000,000,000 เมตร (หนึ่งในพันล้านส่วนของเมตร) 1 น.ม. มีขนาดประมาณ 1 ใน 50,000 ส่วนของเส้นผมคนเรา หรือเส้นผมมีขนาดประมาณ 50,000 นาโนเมตร ส่วนคำว่านาโนเทคโนโลยี คือ การทำให้โครงสร้างนาโนเหล่านี้กลายเป็นวัสดุ อุปกรณ์นาโนที่มีประโยชน์ใช้สอยได้ คำจำกัดความนี้อาจจะยังไม่สมบูรณ์ หรือไม่แสดงให้เห็นถึงความมหัศจรรย์ต่างๆ แต่สิ่งหนึ่งที่พึงระลึกไว้เสมอในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับนาโนก็คือ มันไม่ได้อยู่ในอาณาจักรขนาดเล็กแบบธรรมดา แต่เป็นอณูอาณาจักรที่เล็กจิ๋วเป็นอย่างยิ่ง มาร์ก แรตเนอร์, แดเนียล แรตเนอร์ (2547, หน้า 21-22)
คำว่า นาโน (Nano) แปลว่าคนแคระในภาษากรีก ซึ่งเรียกย่อมาจากคำว่า นาโนเมตร (Nanometre) ซึ่งหมายถึง สิบยกกำลังลบเก้าเมตร หรือ 1 ส่วนพันล้านของ 1 เมตร ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเส้นผมประมาณหนึ่งแสนเท่า และใหญ่กว่าไฮโดรเจนอะตอมประมาณ 10 เท่า ดังแสดงในรูปที่ 1 คำนิยามโดยสังเขป ของ นาโนศาสตร์ (Nanoscience) คือการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของวัตถุที่มีขนาดในช่วงนาโนเมตร (ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) ส่วนนาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) จะหมายถึงการสร้างวัตถุนาโนและประยุกต์นาโนศาสตร์ให้เป็นประโยชน์ จุดมุ่งหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีคือความสามารถที่จะสร้างและจัดเรียงอนุภาคต่างๆได้ตามความต้องการ เพื่อสร้างสสารหรือโครงสร้างของสารในแบบใหม่ๆที่ให้คุณสมบัติพิเศษที่อาจจะไม่เคยมีก่อนมาสู่ในชีวิตประจำวัน(www.sidipan.net)
นาโนเทคโนโลยี (อังกฤษ: Nanotechnology) คือ เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการ การสร้างหรือการวิเคราะห์ วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักรหรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ ในระดับนาโนเมตร(ประมาณ 1-100 นาโนเมตร) รวมถึงการออกแบบหรือการประดิษฐ์เครื่องมือ เพื่อ ใช้สร้างหรือวิเคราะห์วัสดุในระดับที่เล็กมากๆ เช่น การจัดอะตอมและโมเลกุลในตำแหน่งที่ต้องการ ได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุหรืออุปกรณ์มีคุณสมบัติพิเศษขึ้น ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ และสามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้(www.th.wikipedia.org/wiki)
นาโนเทคโนโลยี คืออะไร
นาโนเทคโนโลยีถือกำเนิดมาจากแนวความคิดที่ว่า วัตถุในโลกที่เห็นด้วยตาเปล่านั้นประกอบมาจากอะตอมและโมเลกุล ดังนั้นการผลิตสิ่งต่างๆ จึงน่าที่จะทำในลักษณะสร้างสิ่งใหญ่ขึ้นมาจากสิ่งเล็ก (Bottom-UP Manufacturing) มากกว่าพยายามทำสิ่งต่างๆ ให้เล็กลง (Top-Down Technology) โดยใช้เครื่องมือที่หยาบอย่างเช่นปัจจุบัน เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) ที่เราใช้ในการผลิตขณะนี้กำลังจะถึงจุดอิ่มตัว ทุกวันนี้เราสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากสารเคมีโดยวิธีผสมกันแล้วปล่อยให้ทำปฏิกิริยากันแบบสุ่ม ผลก็คือเราได้ผลิตผลพลอยได้ (By-Products) มากมายที่ไม่ต้องการ ซึ่งเป็นภัยต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุนที่ใช้ก็สูงเกินความเป็นจริง การผลิตชิพคอมพิวเตอร์ก็กำลังจะถึงขีดจำกัดของเครื่องมือ เราไม่สามารถใช้เครื่องมือของเทคโนโลยีปัจจุบันเพื่อผลิต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเดียวกับโมเลกุล (molecular electronic devices) ลองจินตนาการดูว่า ถ้าเราสามารถผลิตชิ้นส่วน หรือสิ่งใดก็ได้ โดยมีค่าใช้จ่ายถูกแสนถูก ซึ่งสามารถประกอบตัวกันขึ้นมาเป็นรูปเป็นร่าง เหมือนกับการนำความต่างศักย์ทางไฟฟ้าในรูป ของบิต (bit) มาประกอบกันเป็นข้อมูลด้านต่างๆ จนกลายเป็นคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันได้ แล้วอะไรจะเกิดขึ้น การผสมผสานกันของเทคโนโลยีด้านเคมีวิทยา และวิศวกรรมศาสตร์ ทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงโลกในอนาคตเป็นอีกรูปแบบได้ เรียกว่า "นาโนเทคโนโลยี" การสร้างสิ่งต่างๆจากหน่วยของอะตอมนาโนเทคโนโลยี จึงเป็นอุตสาหกรรมระดับโมเลกุล (โมเลกุล คือการประกอบกันของอะตอมเพื่อ หน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง) หรือการสร้างสิ่งต่างๆจากอะตอมในหน่วยวัดระดับนาโนเมตร (www.ate.ac.th/tip/2004/08/el.htm)
นาโนเทคโนโลยีช่วยอะไรเราได้บ้าง
ความหวังที่จะฝ่าวิกฤติปัจจุบันของมนุษยชาติจากนาโนเทคโนโลยีมีดังนี้
1. พบทางออกที่จะได้ใช้พลังงานราคาถูกและสะอาดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
2. มีน้ำที่สะอาดเพียงพอสำหรับทุกคนในโลก
3. ทำให้มนุษย์สุขภาพแข็งแรงและอายุยืนกว่าเดิม (มนุษย์อาจมีอายุเฉลี่ยถึง 200 ปี)
4. สามารถเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรได้อย่างพอเพียงกับประชากรโลก
5. เพิ่มศักยภาพในการติดต่อสื่อสารของผู้คนทั้งโลกอย่างทั่วถึง ทัดเทียม และพอเพียง
6. เพิ่มศักยภาพในการสำรวจอวกาศมากขึ้น
นาโนเทคโนโลยี มี 3 สาขาหลัก คือ1. นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ (Nanobiotechnology) เป็นการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ ด้านชีวภาพ เช่น การพัฒนานาโนไบโอเซนเซอร์ หรือ หัวตรวจวัดสารชีวภาพ และสารวินิจฉัยโรค โดยใช้วัสดุชีวโมเลกุล การปรับโครงสร้างระดับโมเลกุลของยา ที่สามารถหวังผลการมุ่งทำลาย ชีวโมเลกุลที่เป็นเป้าหมายเฉพาะเจาะจง เช่น เซลส์มะเร็ง การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ในการส่งผ่านสารบำรุงเข้าชั้นใต้ผิวหนังได้ดียิ่งขึ้น เป็นต้น2. นาโนอิเล็กทรอนิกส์ (Nanoelectronics) เป็นการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้านนาโนอิเล็กทรอนิกส์ (ไฮเทค) เพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพและทำงานด้วยประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่น การพัฒนาระบบไฟฟ้าเครื่องกลซูปเบอร์จิ๋ว การผลิตเซลส์แสงอาทิตย์ การพัฒนานาโนซิป ทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง การพัฒนา High density probe storage device เป็นต้น 3. วัสดุนาโน (Nanomaterials) การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีศาสตร์ด้านวัสดุนาโน เช่น การเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรม การพัฒนาฟิล์มพลาสติกนาโนคอมโพสิทที่มีความสามารถในการสกัดกั้นการผ่านของก๊าซบางชนิดและไอน้ำ เพื่อใช้ทำบรรจุภัณฑ์เพื่อยืดอายุความสดของผักและผลไม้และเพิ่มมูลค่าการส่งออก การผลิตผลอนุภาคนาโนมาใช้ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส หรือทำให้ไม่เปียกน้ำ เป็นต้น
ขั้นตอนที่สำคัญในการนำ “นาโนเทคโนโลยี” ไปสู่การผลิตสินค้ามีทั้งหมด 3 ขั้นตอน คือ 1. การพัฒนาการจัดการอะตอมเดี่ยว (manipulate individual atoms) 2. การพัฒนาเครื่องจักรนาโน (assemblers) เพื่อเป็นเครื่องมือในการควบคุมการจัดการอะตอม หรือโมเลกุล3. การสร้างหรือจำลองเครื่องจักรนาโน (replicators) เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จำนวนมากเพียงพอต่อความต้องการ
นาโนเทคโนโลยีมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมเป็นอย่างมากโดยเฉพาะอุตสาหกรรมทางการแพทย์ ในอนาคตการผ่าตัดแบบดั้งเดิม อาจเปลี่ยนไปเป็นการผ่าตัดระดับนาโน (nanosurgeons) โดยการควบคุมหุ่นยนต์นาโน (nanorobots) เข้าไปตรวจจับและทำลายเซลล์มะเร็ง หรือไวรัสที่ต้องการโดยไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์อื่น สำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ ผลิตภัณฑ์จะมีขนาดเล็กลง สามารถบรรจุข้อมูลได้ถึงล้านล้านล้านตัวอักษรในขนาดเท่าก้อนน้ำตาล
ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีได้ครอบคลุม ความหมายไปถึงเทคโนโลยีที่สามารถกำหนดถึงระดับอะตอมให้มีโครงสร้างอย่างที่ต้องการได้ โดยไม่ต้องอาศัยการผ่านเป็น สารมัธยันตร์
(intermediate) ในกระบวนการผลิต จึงไม่เกิดผลพลอยได้ รวมทั้งของเสีย ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการผลิตพลาสติก กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม สารเคมีที่ทำปฏิกริยาจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านหลากหลายขั้นตอนภายใต้สภาวะที่จำเพาะ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ ซึ่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสารเคมีได้ทั้งหมดให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียวได้ แต่จะมีผลิตผลพลอยได้และของเสียเกิดขึ้นควบคู่กันไปด้วย ในทางที่ต่างกัน ถ้าผลิตพลาสติกโดยใช้ นาโนเทคโนโลยี การผลิตจะกระทำได้โดยการป้อนสารซึ่งเป็นอะตอมของธาตุบริสุทธิ์ เช่น คาร์บอน, ไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าไป และกำหนดให้แต่ละอะตอมก่อพันธะเคมีต่อกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะปราศจากสารมัธยันตร์ ไม่มีผลิตผลพลอยได้ และของเสียใดๆ เกิดขึ้นและสามารถสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นพลาสติกตามที่ต้องการได้โดยทุกอณูของตัวทำปฏิกริยาจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ สุดท้ายได้ทั้งหมด
ยังมีความท้าทายอีกหลายด้านที่นักวิทยาศาสตร์ด้านนาโนจะต้องเผชิญ ซึ่งถ้าหากสามารถฟันฝ่าไปได้สำเร็จ ความก้าวหน้าจะเกิดขึ้นทั้งในด้านเศรษฐกิจ สังคม การแพทย์ และคุณภาพชีวิต การสานต่อพัฒนาการทางเทคโนโลยีตามแนวทางเดิมคงดำเนินไปได้ไม่นานนัก อุปสรรคขวางกั้นเริ่มปรากฎขึ้นบ้างแล้ว และเครื่องมือที่จะช่วยให้ก้าวผ่านข้อจำกัดต่างๆ ได้แก่ นาโนเทคโนโลยี แม้บางคนจะคิดว่าความคาดหวังหลายอย่างดูจะไกลสุดเอื้อม แต่พวกเขาต่างยอมรับว่าศักยภาพอันน่ามหัศจรรย์ของนาโนเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม
พัฒนาการของนาโนเทคโนโลยี
เทคโนโลยีที่อารยธรรมของมนุษย์ได้พัฒนาขึ้นมามี 2 แบบ คือ1. เทคโนโลยีแบบหยาบ (Bulk Technology) คือเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับสิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ โดยอาศัยวิธีกล เช่น ตัด กลึง บีบ อัด ต่อ งอและอื่นๆ หรืออาจใช้วิธีทางเคมีโดยการผสมให้ทำปฏิกิริยา โดยพยายามควบคุมสภาวะต่างๆ ให้เหมาะสม แล้วปล่อยให้สสารทำปฏิกิริยากันเอง เทคโนโลยีแบบนี้สามารถใช้สร้างสิ่งเล็กๆ ได้ก็จริง แต่ขาดความแม่นยำและมีความ บกพร่องสูง การนำเทคโนโลยีแบบหยาบไปสร้างสิ่งเล็กๆ เช่น ไมโครชิพ เราเรียกว่าเป็นการใช้เทคโนโลยีแบบบนลงล่าง (top-down technology) ซึ่งมีขีดจำกัดสูง ซึ่งอุตสาหกรรมผลิตไมโครชิพก็กำลังเผชิญปัญหาในการผลิตวงจรที่ระดับ 0.2 - 0.3 ไมครอนอยู่ แม้ว่าวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหลายจะภูมิใจกับความแม่นยำในระดับนี้ แต่ความเป็นจริงก็คือ ทรานซิสเตอร์ที่ผลิตได้ในระดับนี้ก็ยังมีจำนวนอะตอมอยู่ระดับล้านล้านอะตอม เราคงเรียกเทคโนโลยีในปัจจุบันของมนุษย์ แม้กระทั่งเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตคอมพิวเตอร์ซึ่งใครๆ ต่างเข้าใจว่า เป็นเทคโนโลยีไฮเทคนี้ว่า เทคโนโลยีแบบหยาบ
2. เทคโนโลยีระดับโมเลกุล (Molecular Technology) คือเทคโนโลยีที่ใช้จัดการกับ สิ่งต่างๆ หรือผลิตสิ่งต่างๆ โดยการนำอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียง ณ ตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำ สิ่งที่ผลิตขึ้นมาอาจเป็นสิ่งเล็กๆ หรือเป็นสิ่งใหญ่ก็ได้ การนำเอาเทคโนโลยีระดับโมเลกุลไปสร้างสิ่งที่ใหญ่ขึ้นมา (เช่น พืชสร้างผนังเซลล์จากการนำเอาโมเลกุลน้ำตาลมาต่อกัน) นี้ว่าใช้เทคโนโลยีแบบล่างขึ้นบน (bottom-up technology) เทคโนโลยีระดับโมเลกุลนี้เองที่เป็นนาโนเทคโนโลยี
จริงๆ แล้วนาโนเทคโนโลยีไม่ใช่ของใหม่ แต่มีกำเนิดมาในโลกนี้แล้วเมื่อประมาณ 3,500 ล้านปี โดยสิ่งมีชีวิตเซลล์แรกได้ถือกำเนิดขึ้น เซลล์ดังกล่าวถือได้ว่าเป็นจักรกลชีวภาพ (biomachines) ที่มีขนาดอยู่ในช่วงของนาโน โดยสามารถเพิ่มจำนวนตนเองและหาแหล่งพลังงานเพื่อใช้ในการดำรงชีวิตของตนเองได้ หลังจากที่ อัลเบิร์ต ไอสไตน์ (Albert Einstein) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ค้นพบว่าโมเลกุลของน้ำตาลมีขนาดประมาณ 1 นาโนเมตร ในปี ค.ศ. 1905 คำว่า “นาโน” ก็เป็นที่รู้จักกันในวงการวิทยาศาสตร์ แต่ผู้เป็นบิดาแห่งนาโนเทคโนโลยีตัวจริง คือ ริชาร์ด ฟายน์แมน ที่ได้กล่าวถึงการศึกษาทางด้านนาโนเทคโนโลยีเป็นครั้งแรกในการปาฐกถาเรื่อง There is Plenty of Room at the Bottom ที่กล่าวว่าข้างล่างยังมีที่ว่างอีกเยอะ ในปี ค.ศ. 1959 ซึ่งนำไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับการจัดการในระดับของอะตอมและโมเลกุลของสสารในเวลาต่อมา ถึงแม้ว่าในสมัยนั้น นาโนเทคโนโลยีในทัศนะของฟาย์นแมนคือ การสร้างเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่เพื่อนำไปสร้างเครื่องมือที่มีขนาดเล็กลงไปเรื่อยๆ จนกระทั่งได้เครื่องมือที่เล็กมากจนสามารถใช้สร้างสิ่งที่มีขนาดในระดับนาโน (nanostructure) แต่นาโนเทคโนโลยีในความหมายของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือ การสร้างโดยเริ่มจากสิ่งที่เล็กที่สุด ระดับอะตอมหรือโมเลกุลขึ้นไป มาจัดเรียงกันทีละอะตอมหรือทีละโมเลกุล แล้วทำให้ได้สิ่งที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีโครงสร้างเป็นระเบียบตามที่ต้องการ
ฟิสิกส์ของอะตอม และ กลศาสตร์ควอนตั้มเป็นจุดเปลี่ยนเทคโนโลยีแบบหยาบ ไปสู่เทคโนโลยีระดับโมเลกุล ระหว่างปี ค.ศ. 1900-1950 เป็น 50 ปีแห่งการพัฒนาทฤษฎีควอนตั้ม กลศาสตร์ควอนตั้มไม่จำกัดอยู่เฉพาะสาขาวิชาฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานของวิชาเคมีด้วย กล่าวได้ว่าหากไม่มีกลศาสตร์ควอนตั้มก็ไม่มีเคมี เพราะเราไม่อาจอธิบายสมบัติในระดับอะตอมและโมเลกุล และได้ขยายผลไปสู่สาขาชีววิทยา และ ชีววิทยาระดับโมเลกุลด้วย ทำให้ปัจจุบันเรามีความเข้าใจต่อกลไก มีผลไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพที่ช่วยทำให้ความเป็นอยู่ของมนุษย์ดีขึ้น
กลศาสตร์ควอนตั้มและแนวคิดควอนตั้ม
ก่อนหน้าศตวรรษที่ 20 หลักการทางฟิสิกส์เกี่ยวกับสสารและวัตถุยึดถือตามแนวคิดและสูตรของนิวตั้น ซึ่งเป็นพื้นฐานของทฤษฎีกลศาสตร์คลาสสิก กฎเหล่านี้สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่ของรถยนต์ วิถีของลูกฟุตบอลหรือผลจากแรงโน้มถ่วงที่มีต่อดวงดาว แต่เมื่อนักฟิสิกส์ศึกษาโครงสร้างในระดับที่เล็กลงในระดับนาโนหรือเล็กกว่า ทฤษฎีคลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้ อะตอมไม่ได้มีอิทธิพลเหมือนดวงดาวในระบบสุริยะ และอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติที่แปลกประหลาดโดยเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค จากการค้นพบและความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นในระยะหลังทำให้เกิดทฤษฎีใหม่เข้าแทนที่หลักการบางด้านของทฤษฎีคลาสสิก เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตั้ม
กลศาสตร์ควอนตั้มเป็นแนวคิดที่ครอบคลุมหลายสิ่งที่น่าสนใจ อลังการ และท้าทาย โดยเฉพาะในระดับที่เล็กจิ๋ว พลังงานและประจุที่สสารได้รับไม่ได้มีลักษณะเป็นกระแสที่ต่อเนื่องไม่มีที่สิ้นสุด แต่การรับพลังงานเป็นไปในลักษณะเป็นก้อนคงที่ทีละก้อน ทีละก้อน ก้อนพลังงานเหล่านี้เรียกกันว่า ควอนต้า (quanta พหูพจน์ของควอนตั้ม) ถ้าเกี่ยวข้องกับพลังงาน และจะเรียกเป็นหน่วยประจุไฟฟ้าถ้าเกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงประจุของอิออนจะทำได้โดยการเพิ่มหรือลดอิเล็กตรอนทีละตัว เป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มหรือลดอีเล็กตรอนทีละครึ่งตัว ความหมายอย่างง่ายของ ควอนตั้ม ก็คือ จำนวนที่นับได้นั่นเอง เพราะสารในโลกอะตอมเราจะนับเป็นจำนวนอะตอมๆ ไป จะเป็นไปไม่ได้ว่าจะมาขอกันครึ่งอะตอม
วิถีแห่งควอนตั้มไม่ใช่วิถีปกติของโลกที่เรารู้จักคุ้นเคย ตามปกติเราจะคิดถึงไฟฟ้าเป็นกระแสที่ต่อเนื่อง เราคิดถึงแรงที่กระทบลูกบอลหรือลูกบิลเลียดเป็นลักษณะหนักหรือเบา เป็นความแรงที่ต่อเนื่อง ยิ่งถ้าเราใช้แรงกระแทกมาก ลูกบอลหรือลูกบิลเลียดก็ยิ่งพุ่งออกไปเร็วขึ้น อย่างไรก็ตามมีบางตัวอย่างในชีวิตประจำวันที่เปรียบได้กับวิถีแห่งควอนตั้ม นั่นคือปริมาณเงิน โดยทั่วไปเรานับเงินเป็นหน่วยๆ เสมอ ไม่ว่าจะเป็นหน่วยใหญ่หรือหน่วยเล็กก็ตาม เราไม่สามารถแยกสลายหน่วยเงินลงเป็นกระแสที่ไม่มีปริมาณคงที่
หลักการควอนตั้มถูกนำไปใช้เป็นหลักการพื้นฐานในการอธิบายพฤติกรรม/คุณสมบัติของโครงสร้างนาโนหลายๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การกำหนดว่าสายส่งกระแสจะมีขนาดเล็กสุดแค่ไหน โดยที่ยังสามารถส่งประจุไฟฟ้าได้ หรือจะให้พลังงานแก่โมเลกุลได้มากสักเท่าใด โดยไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะของประจุ หรือสถานะที่เป็นหน่วยความจำ
กลศาสตร์ควอนตั้มมีความสำคัญต่อนาโนเทคโนโลยีหลายๆ ด้าน รวมทั้งการทำความเข้าใจในแง่มุมทางออพติกส์ (optics) ซึ่งได้แก่การที่แสงมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีชื่อว่า phthalocyanine เป็นตัวทำให้เกิดสีน้ำเงินในกางเกงยีน เมื่อเปลี่ยนโครงสร้างเลขาคณิตหรือโครงสร้างทางเคมีจะทำให้กลายเป็นสีเขียวหรือสีม่วง การเปลี่ยนแปลงสีเกิดจากขนาดของควอนต้าแสงที่มีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งส่งผลต่อการรับภาพสีของสายตาเช่นเดียวกับการเปล่งสีเขียวหรือเหลืองของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งขึ้นอยู่กับโมเลกุลหรือโครงสร้างนาโนที่ตัวหลอด ดังนั้นเราจึงเห็นทองมีสีเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีขนาดเล็กลงในระดับจิ๋ว เครื่องมือที่ใช้ในงานนาโนเทคโนโลยี
1. เครื่อง Scanning Tunneling Microscope (STM) อย่างที่ทราบกันดีแล้วว่านาโนเทคโนโลยี เกี่ยวกับการจัดเรียงตัวของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมหรือ โมเลกุลเข้าด้วยกัน ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้จึงต้องมีความสามรถในการมองเห็นอะตอมได้ ซึ่ง ดร. เกิร์ด บินนิก (Gerd Binnig) และ ดร. ไฮริกช์ รอเรอร์ (Heinrich Rohrer) เป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดพิเศษขึ้นมาที่เรียกว่า Scanning Tunneling Microscope หรือที่เรียกย่อว่า STM ซึ่งสามารถให้เราได้เห็นภาพของอะตอมเป็นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1981 และได้รับรางวัลโนเบลจากผลงานนี้ในปี ค.ศ. 1986
กล้องนี้ทำงานด้วยการใช้ความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าบังคับปลายเข็มที่แหลมมาก หัวเข็มนี้เป็นหัวอ่านขนาดจิ๋วที่ใช้ส่องกวาด (สแกน) บนพื้นผิวของโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้าและวัดกระแสไฟฟ้าแล้วส่งสัญญาณไฟฟ้าเพื่อมาสร้างเป็นภาพของพื้นผิวนั้นได้ ซึ่งก็เป็นวิธีการคล้ายกับการทำงานของเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่แปลงข้อมูลที่ฝังอยู่บนแผ่นมาเป็นสัญญาณไฟฟ้าและเป็นเสียงหรือภาพในที่สุด
นอกจาก STM จะทำให้เราสามารถมองเห็นอะตอมได้เป็นครั้งแรกแล้ว เครื่องมือนี้ยังสามารถนำมาใช้เคลื่อนย้ายและจัดเรียงอะตอมให้อยู่บนพื้นผิวตามตำแหน่งที่ต้องการ ซึ่งในปี ค.ศ. 1989 ดร. ดอน ไอเกลอร์ (Don Eigler) นักฟิสิกส์จากบริษัท ไอบีเอ็ม จำกัด เป็นผู้แรกที่สาธิตการนำอะตอม 35 อะตอม ของก๊าซซีนอน (xenon) มาเรียงบนผิวของโลหะนิเกิล (nickel) เป็นตัวอักษร IBM ที่เล็กที่สุดในโลกอีกทั้ง ดร.ไอเกลอร์ และทีมงานยังสามารถสร้างกับดักอิเล็กตรอนที่เรียกว่า “ปะการังควอนตัม” (quantum corral) ทำให้เห็นภาพปฏิกิริยาตอบสนองของคลื่นอิเล็กตรอนและคุณสมบัติทางควอนตัมได้เป็นครั้งแรกโดยการวางอะตอมของธาตุเหล็ก 48 อะตอม เป็นรูปวงกลมบนแผ่นผิวโลหะของธาตุทองแดง
หลักการและขั้นตอนในการใช้เครื่อง STM แบ่งเป็น 2 วิธีการหลักกล่าวคือ
1. การสแกนภาพอะตอม (Atom Imaging Mode) วิธีนี้เป็นการใช้หัวเข็ม STM ที่แหลมมากในการสแกนไปบนพื้นผิวของโลหะที่มีอะตอมวางอยู่ การบังคับปลายเข็มทำได้โดยใช้ความ ต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าในการกระตุ้นผลึกเซรามิกส์ที่ยึดติดกับหัวเข็มให้หดหรือคลายตัว โปรแกรมคอมพิวเตอร์สามารถนำมาใช้ในการใส่ข้อมูลหรือตัวแปรที่ต้องการควบคุม ตัวอย่างเช่น พื้นที่ในการสแกน ค่าความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้า เป็นต้น ในขณะการสแกน สัญญาณไฟฟ้าจะถูกนำมาสร้างเป็นภาพจำลองของพื้นผิวนั้นได้
2. การเคลื่อนย้ายอะตอม (Atom Manipulation Mode) วิธีนี้จะใช้หัวเข็มในการหยิบอะตอมและเคลื่อนย้ายไปวาง ณ จุดที่ต้องการ การเคลื่อนย้ายอะตอมทำได้โดยโดยควบคุมความ ต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าควบคุมปลายหัวเข็มของ STM นำไป “ผลัก” และเคลื่อนย้ายอะตอมไปวาง ณ จุดที่ต้องการแล้วจำลองหลักการการจัดเรียงอะตอม
ปัจจัยที่จะนำไปสู่ความสำเร็จในการเคลื่อนย้ายอะตอมมีอยู่หลายปัจจัยด้วยกัน ตัวอย่างเช่น ปลายหัวเข็มอุปกรณ์เครื่องมือที่ใช้ต้องมีความแหลมคมอย่างยิ่งยวด ผิวโลหะที่วางอะตอมต้องมีความสะอาดสูงปราศจากสิ่งปนเปื้อน เป็นต้น
เมื่อไม่นานมานี้ทางทีมนักวิจัยของ ดร. ดอน ไอเกลอร์ที่ IBM Almaden Research Center ได้ร่วมมือกับนักวิจัยไทยจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) ใช้นาโนเทคโนโลยีในการจัดเรียงตัวคาร์บอนมอน็อกไซด์ (CO) จำนวน 50 โมเลกุล เขียนลงบนผิวของโลหะทองแดง (Cu) เป็นพระภรมาภิไทยย่อ ภ.ป.ร. เพื่อเทิดพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ในฐานะที่เป็นพระบิดาแห่งเทคโนโลยีไทย ซึ่งนับเป็นครั้งแรกของประวัติศาสตร์โลกที่อักษรไทยได้ถูกจารึกไว้ในระดับอะตอม พระภรมาภิไทยย่อ ภ.ป.ร. นี้มีขนาดความยาว 14 นาโนเมตร และความสูง 7 นาโนเมตร ตัวอักษร “ภ” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 17 โมเลกุล ตัวอักษร “ป” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 18 โมเลกุล และ ตัวอักษร “ร” เขียนด้วยคาร์บอนมอน็อกไซด์ 15 โมเลกุล
แม้ว่าการจัดเรียงอะตอมโดยเครื่อง STM นี้ยังอยู่เพียงแค่ขั้นการวิจัยและพัฒนา ยังไม่สามารถใช้ได้ในเชิงอุตสาหกรรม แต่ได้แสดงให้เห็นถึงก้าวแรกของนาโนเทคโนโลยี ที่ใปถึงจุด มุ่งหมายสูงสุด นั่นคือ การที่เราสามารถนำอะตอมหรือโมเลกุลมาจัดเรียงในตำแหน่งที่ต้องการอย่างแม่นยำและถูกต้อง ส่งผลต่อการควบคุมโครงสร้างของวัสดุหรือสสารให้มีคุณสมบัติพิเศษทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ ก่อให้เกิดเป็นนวัตกรรมที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ได้มากมายมหาศาล ความสามารถในการจัดเรียงอะตอมของคาร์บอนมอน็อกไซด์บนผิวของโลหะทองแดงนี้ได้ถูกนำมาสร้างเป็นวงจรขนาดจิ๋วที่ใช้ในการคำนวณได้จริง และในอนาคตอาจจะนำไปใช้สร้างเป็นคอมพิวเตอร์จิ๋วจากอะตอมที่มีประสิทธิภาพยิ่งยวด
2. กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม หรือ เอเอฟเอ็ม (Atomic Force Microscope : AFM) หลักการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ชนิดนี้คือ การใช้อุปกรณ์ตรวจหรือโพรบ (probe) ที่มีปลายแหลมเล็กซึ่งติดอยู่กับคานที่มีการโก่งงอตัวได้ แม้ว่าแรงกระทำที่ปลายจะมีขนาดน้อยมากในระดับอะตอม เมื่อปลายแหลมนี้ถูกลากไปบนพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการศึกษา แรงปฏิกิริยาในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวที่เกิดขึ้นกับปลายแหลมจะทำให้คานโก่งงอตัว และสามารถระบุให้ทราบถึงลักษณะพื้นผิวของวัสดุนั้นๆ ว่ามีหลุมมีเนินในบริเวณใดบ้าง เมื่อนำเอาแรงที่เกิดขึ้นที่จุดต่างๆ นี้มาประกอบกันก็จะได้เป็นภาพรวมของพื้นผิวของวัสดุที่เราศึกษานั่นเอง ด้วยหลักการนี้ หากสามารถควบคุมปลายแหลมของอุปกรณ์ของเอเอฟเอ็มในการสัมผัสพื้นผิวได้ ก็ควรที่จะสามารถใช้ปลายนี้ในการสร้างแรงผลักเพื่อเคลื่อนย้ายอะตอมของวัสดุได้เช่นกัน
โดยทั่วไปวิธีการทำงานของเอเอฟเอ็ม แบ่งเป็น 2 วิธีคือ การสัมผัสแบบต่อเนื่อง ได้แก่ การสัมผัสพื้นผิวพร้อมกับการลากปลายแหลมไปบนพื้นผิวนั้นๆ ข้อเสียของวิธีนี้คือ จะทำให้เกิดแรงต้านขึ้นในแนวของการเคลื่อนที่ซึ่งขนานกับพื้นผิว อันอาจทำให้คานของโพรบที่ใช้วัดเกิดการโก่งงอตัว โดยที่มิได้เกิดจากแรงกระทำที่ปลายเนื่องจากแรงในแนวตั้งฉากเพียงอย่างเดียว จึงทำให้ข้อมูลความสูงของพื้นผิวที่วัดได้นั้นผิดไปจากความสูงที่แท้จริง ส่วนอีกวิธีเป็นการสัมผัสแบบไม่ต่อเนื่องโดยให้สัมผัสกับพื้นผิวเป็นระยะเวลาสั้นๆ ในแนวตั้งฉากกับพื้นผิว คล้ายกับการใช้ปลายนิ้วเคาะโต๊ะเป็นจังหวะๆ นั่นเอง ด้วยลักษณะการสัมผัสแบบนี้แรงต้านในแนวตั้งฉากจะไม่เกิดขึ้น แต่เนื่องจากปลายแหลมสัมผัสพื้นผิวเป็นระยะสั้นๆ จึงทำให้เกิดการสั่นของคาน ซึ่งส่งผลให้ค่าสัญญาณวัดได้นั้นไม่คงที่เนื่องจากการใช้เอเอฟเอ็มเพื่อแสดงพิกัดความสูงของพื้นผิวจากแรงที่วัดได้เพียงอย่างเดียวนั้นอาจไม่เพียงพอต่อการสร้างความเข้าใจให้แก่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุในระดับอะตอม เทคโนโลยีความจริงเสมือน (Virtual Reality Technology) จึงได้เข้ามามีบทบาทในการศึกษาในระดับอะตอม เทคโนโลยีความจริงเสมือน ได้แก่ การสร้างภาพสามมิติ และการสร้างแรงสัมผัสให้ผู้ใช้อุปกรณ์ได้รู้สึกเสมือนว่ากำลังอยู่ภายในสิ่งแวดล้อมหนึ่งๆ ซึ่งในที่นี้ก็คือการได้เข้าไปเห็นภาพและจับต้องสัมผัสวัสดุในระดับอะตอมนั่นเอง
นาโนเทคโนโลยีในธรรมชาติ
เมื่อพูดถึงนาโนเทคโนโลยี คนทั่วไปได้ยินแล้วอาจจะนึกภาพไม่ออกและดูเหมือนจะไม่ได้สัมผัสกับมัน แต่จริง ๆ แล้ว นาโนเทคโนโลยีนั้นมีอยู่แล้วในธรรมชาติ อยู่ในสิ่งต่าง ๆ รอบตัวเรา เพียงแต่บางคนอาจจะไม่ได้สังเกตหรือไม่ได้ให้ความสนใจ ตัวอย่างนาโนเทคโนโลยีที่มีอยู่ในธรรมชาติ ยกตัวอย่างเช่น
1. ตีนตุ๊กแก
สัตว์เลื้อยคลานอย่างตุ๊กแกและจิ้งจกสามารถปีนกำแพงหรือเกาะติดผนังที่ราบเรียบและลื่นได้อย่างมั่นคง และในบางครั้งก็สามารถห้อยตัวติดเพดานอยู่ด้วยนิ้วตีนเพียงนิ้วเดียว ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะบริเวณใต้อุ้งตีนของตุ๊กแกจะมีขนขนาดเล็กที่เรียกว่าซีเต้ (setae) จำนวนนับล้านเส้นเรียงตัวอัดแน่นอยู่ โดยที่ส่วนปลายของขนซีเต้แต่ละเส้นนี้ก็ยังมีเส้นขนที่มีขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่าสปาตูเล่ (spatulae) ประกอบอยู่อีกหลายร้อยเส้น โดยที่สปาตูเล่แต่ละเส้นจะมีขนาดเล็กประมาณ 200 นาโนเมตรและที่ปลายของสปาตูเล่แต่ละเส้นจะสามารถสร้างแรงดึงดูดทางไฟฟ้าที่เรียกว่าแรงวานเดอวาลส์ (van der Waals force) เพื่อให้ในการยึดติดกับโมเลกุลของสสารที่เป็นส่วนประกอบของผนังหรือเพดานได้ ถึงแม้ว่าแรงวานเดอวาลส์จะเป็นแรงยึดเหนี่ยวที่อ่อนแอมาก แต่การที่ตีนตุ๊กแกมีเส้นขนสปาตูเล่อยู่หลายล้านเส้นจึงทำให้เกิดแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้าขึ้นอย่างมหาศาลจนสามารถทำให้ตีนตุ๊กแกยึดติดกับผนังได้อย่างเหนียวแน่น ด้วยหลักการนี้เองจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นเทคโนโลยีแถบยึดตุ๊กแก (gecko tape) ขึ้นมาจากวัสดุสังเคราะห์ชนิดใหม่ที่มีลักษณะเป็นขนขนาดนาโน (nanoscopic hairs) เลียนแบบขนสปาตูเล่ที่อยู่บนตีนตุ๊กแกในธรรมชาติ เพื่อนำไปผลิตแถบยึดที่ปราศจากการใช้กาว และผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ อย่าง ถุงมือ ผ้าพันแผล ตลอดจนสามารถพัฒนาไปเป็นล้อของหุ่นยนต์ที่สามารถไต่ผนังหรือเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่งได้อีกด้วย
2. ใบบัว (สารเคลือบนาโน)
การที่ใบบัวมีคุณสมบัติที่เกลียดน้ำก็เพราะว่าพื้นผิวของใบบัวมีลักษณะคล้ายกับหนามขนาดเล็กจำนวนมหาศาลเรียงตัวกระจายอยู่อย่างเป็นระเบียบโดยที่หนามขนาดเล็กเหล่านี้ก็ยังจะมีปุ่มเล็ก ๆ ที่มีขนาดในช่วงระดับนาโนเมตรและเป็นสารที่มีคุณสมบัติคล้ายขี้ผึ้งซึ่งเกลียดน้ำเคลือบอยู่ภายนอกอีกด้วย จึงทำให้น้ำที่ตกลงมาบนใบบัวมีพื้นที่สัมผัสน้อยมาก และไม่สามารถซึมผ่านหรือกระจายตัวแผ่ขยายออกในแนวกว้างบนใบบัวได้ ดังนั้นน้ำจึงต้องม้วนตัวเป็นหยดน้ำขนาดเล็กกลิ้งไปรวมกันอยู่ที่บริเวณที่ต่ำที่สุดบนใบบัว นอกจากนี้สิ่งสกปรกทั้งหลายไม่ว่าจะเป็นผงฝุ่น เชื้อแบคทีเรีย และเชื้อรา ก็ไม่สามารถเกาะติดแน่นอยู่กับใบบัวได้เช่นเดียวกันเพราะว่ามีพื้นที่สัมผัสกับใบบัวได้แค่เพียงบริเวณปลายยอดของหนามเล็กๆ แต่ละอันเท่านั้น ดังนั้นเมื่อเวลาที่มีน้ำตกลงมาสิ่งสกปรกที่เกาะอยู่บนใบบัวก็จะหลุดติดไปกับหยดน้ำอย่างง่ายดายจึงทำให้ใบบัวสะอาดอยู่ตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์จึงได้นำหลักการของน้ำกลิ้งบนใบบัว (lotus effect) มาใช้ในการสังเคราะห์วัสดุชนิดใหม่เลียนแบบคุณลักษณะของใบบัว หรือการนำไปประยุกต์ใช้เป็นสีทาบ้านที่สามารถไม่เปียกน้ำและสามารถทำความสะอาดตัวเองได้ รวมไปถึงการพัฒนาเป็นเสื้อผ้ากันน้ำไร้รอยคราบสกปรก
3. เปลือกหอยเป๋าฮื้อ (นาโนเซรามิกส์)
สารเคมีที่เป็นองค์ประกอบหลักของเปลืยกหอยเป๋าฮื้อคือ แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งเป็นสารชนิดเดียวกันกับชอล์คเขียนกระดาน อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติทางเคมีของเปลือกหอยและชอล์คมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยที่ชอล์คจะเปราะ หักง่าย เป็นผงฝุ่นสีขาว แต่เปลือกหอยจะมีลักษณะเป็นมันวาวและมีความแข็งแรงสูงมาก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะการจัดเรียงตัวในระดับโมเลกุลของแคลเซียมคาร์บอเนตที่พบในชอล์คและเปลือกหอยมีความแตกต่างกันมาก โดยเมื่อใช้กล้องขยายกำลังสูงส่องดูโครงสร้างระดับโมเลกุลของเปลือกหอยเป๋าฮื้อพบว่าการจัดเรียงตัวของโมเลกุลแคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะคล้ายเป็นกำแพงอิฐก่อที่เรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบ โดยที่ก้อนอิฐขนาดนาโนแต่ละก้อนนี้จะเชื่อมติดกันด้วยกาวที่เป็นโปรตีนและพอลิแซคคาไรด์ จากโครงสร้างที่จัดเรียงกันอย่างเป็นระเบียบนี้จึงทำให้เปลือกหอยเป๋าฮื้อทนทานต่อแรงกระแทกมาก ยกตัวอย่างเช่น ให้ค้อนทุบไม่แตก เป็นต้น
เปลือกหอยเป๋าฮื้อ เป็นตัวอย่างที่ดีในการอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุต่างๆ ที่มีองค์ประกอบเป็นสารเคมีชนิดเดียวกันทุกประการแต่มีคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงไปตามการจัดเรียงตัวของโครงสร้างในช่วงนาโน เช่น อะตอมและโมเลกุล ดังนั้นนักนาโนเทคโนโลยีจึงสามารถใช้ความรู้นี้ในการสร้างวัสดุใหม่ๆ ให้มีคุณสมบัติต่างไปจากเดิมได้
4. ผีเสื้อบางชนิด (Polyommatus sp.)
สามารถดึงดูดเพศตรงข้ามหรือหลบหนีศัตรูได้โดยการเปลี่ยนสีปีก เช่นจากสีน้ำเงินไปเป็นสีน้ำตาล ซึ่งการเปลี่ยนแปลงสีปีกนี้ไม่ได้อาศัยสารมีสีชนิดต่างๆ ที่อยู่ในปีกผีเสื้อ แต่กลับอาศัยหลักการหักเหและการสะท้อนของแสงแดดที่มาตกกระทบลงบนปีก โดยถ้ามุมที่แสงตกกระทบมีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย สีที่ปรากฎบนปีกผีเสื้อก็จะแตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ถ้าแสงแดดมาตกกระทบกับโครงสร้างที่อยู่ในปีกผีเสื้อในมุมใดมุมหนึ่งจะสะท้อนแสงสีน้ำเงินออกมา แต่ในขณะเดียวกันก็ดูดซับแสงสีอื่นๆ ไว้ทั้งหมด ทำให้เราเห็นผีเสื้อมีปีกสีน้ำเงิน เมื่อนักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องขยายกำลังสูงส่องดูปีกผีเสื้อชนิดที่สามารถเปลี่ยนสีก็พบรูพรุนที่มีขนาดในช่วงนาโนจำนวนมหาศาลเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบซึ่งทำหน้าที่เป็นเสมือนผลึกโฟโต้นิกส์ในธรรมชาติ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังได้ตั้งสมมุติฐานว่าการเปลี่ยนสีของปีกผีเสื้อชนิดนี้ยังเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิได้อีกด้วย ซึ่งจากการค้นพบนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการสร้างผลึกโฟโต้นิกส์สังเคราะห์ที่ยืดหยุ่นได้ดีและเปลี่ยนคุณสมบัติไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตเสื้อผ้าป้องกันความร้อนที่ใช้ในทะเลทรายหรือห้วงอวกาศ
5. ใยแมงมุม (เส้นใยนาโน)
แมงมุมเป็นสัตว์เพียงชนิดเดียวที่สามารถสร้างและปั่นทอเส้นใยได้ โดยที่ใยแมงมุมเป็นเส้นใยที่มีความแข็งแรงและเหนียวมาก ใยแมงมุมสามารถหยุดแมลงที่บินด้วยความเร็วสูงสุดได้โดยที่ใยแมงมุมไม่ขาด นักวิทยาศาสตร์พบว่าแมงมุมมีต่อมพิเศษที่สามารถหลั่งโปรตีนที่ละลายในน้ำได้ชนิดหนึ่งชื่อว่า ไฟโบรอิน (fibroin) โดยเมื่อแมงมุมหลั่งโปรตีนชนิดนี้ออกมาจากต่อม ดังกล่าวโปรตีนดังกล่าวจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นของแข็ง หลังจากนั้นแมงมุมก็จะ ใช้ขาในการถักทอโปรตีนเหล่านี้เป็นเส้นใยที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งก็คือใยแมงมุมนั่นเอง บริษัทใน ต่างประเทศแห่งหนึ่งสามารถสร้างใยแมงมุมเลียนแบบแมงมุมได้โดยการตัดต่อยีนที่ควบคุมการสร้างโปรตีนไฟโบรอินจากแมงมุมแล้วนำไปใส่ไว้ในโครโมโซมของแพะ เพื่อให้นมแพะมีโปรตีนใยแมงมุม ก่อนที่จะแยกโปรตีนออกมาแล้วปั่นทอเป็นเส้นใยเพื่อใช้ในการผลิตเสื้อเกราะกันกระสุนที่แข็งแรงแต่มีน้ำหนักเบา โดยเส้นใยที่สร้างขึ้นนี้มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึงห้าเท่าเมื่อมีน้ำหนักเท่ากัน นอกจากนี้ยังสามารถนำใยแมงมุมไปใช้เป็นเส้นใยผ้ารักษาแผลสดได้อีกด้วย
นอกจากตัวอย่างที่กล่าวข้างต้นแล้ว อีกตัวอย่างหนึ่งของนาโนวิศวกรรมในธรรมชาติ คือ ถ่านกราไฟต์ และเพชร ซึ่งก็ล้วนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน แต่มีการจัดเรียงโครงสร้างให้มีระเบียบต่างกัน จึงทำให้คุณสมบัติต่างกันอย่างชัดเจน หรือเอนไซม์ต่างๆ ที่จำเป็นต่อกระบวนการทำงานในร่างกายซึ่งเป็นโปรตีนอันประกอบด้วยหน่วยย่อยของแต่ละโมเลกุลของกรดอะมิโนต่อกันก็จัดเป็นเครื่องจักรระดับโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นกัน ประสิทธิภาพของของเล็กๆในธรรมชาตินี้ย่อมแสดงให้เห็นความสำคัญอย่างใหญ่หลวงของนาโนเทคโนโลยี และเมื่อธรรมชาติสร้างได้ ทำไมมนุษย์จะสร้างของเล็กๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงพวกนี้บ้างไม่ได้
นาโนเทคโนโลยีกับรางวัลโนเบล
นับตั้งแต่ศาสตราจารย์ฟายน์แมนได้เปิดความคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของนาโนเทคโนโลยีเมื่อ 39 ปีก่อน นาโนเทคโนโลยีก็ได้พัฒนาตัวเองอย่างเงียบๆ มาโดยตลอด ช่วงเวลา 26 ปีแรกนั้นมีเพียงบุคคล 2 ท่านเท่านั้นที่สมควรถือว่าเป็นนักนาโนเทคโนโลยีโนเบล ได้แก่ ฟาย์แมน และ มูลลิเกน ซึ่งทั้งสองท่านได้รับรางวัลโนเบลในปีเดียวกัน แต่คนละสาขา นาโนเทคโนโลยีเพิ่งจะได้ประกาศตัวอย่างเปิดเผย เมื่อมีการคิดค้นเครื่องมือจัดการอะตอมอย่าง STM ในปี ค.ศ. 1982 ซึ่งทำให้ผู้คิดค้นได้รับรางวัลโนเบลอีก 4 ปีต่อมา ในช่วงเวลา 13 ปีหลังนี้เองได้สร้างนักนาโนเทคโนโลยีโนเบลไว้เพิ่มอีกถึง 17 ท่าน และเพียงช่วงเวลา 3 ปีล่าสุดนี้ เรามี นักนาโนเทคโนโลยีโนเบลถึง 8 คน เหตุการณ์เช่นนี้เป็นที่ปรากฎชัดแล้วว่า นาโนเทคโนโลยีกำลังเป็นที่สนใจและทวีความสำคัญยิ่งขึ้นต่อสังคมวิทยาศาสตร์และสังคมโลก
ความก้าวหน้าด้านนาโนเทคโนโลยีในประเทศไทย
เนื่องจากนาโนเทคโนโลยีเป็นเรื่องที่ค่อนข้างใหม่สำหรับประเทศไทย ทำให้ในขณะนี้ประเทศไทยยังไม่มีผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีออกมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ แต่อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีในประเทศไทยก็มีความก้าวหน้ามากพอสมควรและมีแนวโน้มว่างานวิจัยที่กำลังอยู่ในระหว่างการทดลองหลายชิ้นสามารถผลิตออกมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ได้ในอนาคตอันใกล้นี้
ตัวอย่างงานวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีที่กำลังดำเนินการอยู่ในประเทศไทย
อุปกรณ์นาโนที่สังเคราะห์จากสารกึ่งตัวนำ (semiconductor devices) : เช่น จุดควอนตั้ม (quantum dot) เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ อุปกรณ์นำแสงและออพติกส์และทรานซิสเตอร์โมเลกุล ซึ่งดำเนินการอยู่ที่ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes) และจอสารอินทรีย์เรืองแสง (organic light emitting diode) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดนาโนอีกหลายชนิด ซึ่งดำเนินการอยู่ที่ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล การสังเคราะห์สารตัวเร่ง (catalysts) ชนิดใหม่เพื่อใช้ในทางอุตสาหกรรมปิโตรเลียม การสังเคราะห์และการประยุกต์ใช้ ท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งดำเนินการอยู่ที่วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สารประกอบแต่งนาโน (nanocomposites) โดยใช้โพลิเมอร์ผสมกับแร่เคลย์ โดยมีจุดประสงค์ในการนำไปผลิตพลาสติกแบบใหม่ที่ใช้ทำบรรจุภัณฑ์อาหาร ดำเนินการอยู่ที่ศูนย์เทคโนโลยีวัสดุและโลหะแห่งชาติ (MTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ไบโอเซ็นเซอร์ (biosensor) และห้องปฎิบัติการบนแผ่นชิพ (lab on a chip) ที่เน้นการประยุกต์ใช้ในด้านการแพทย์และสาธารณสุข ดำเนินการอยู่ ณ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) การเพิ่มคุณค่ายารักษาโรคเขตร้อน และโรคอื่นๆ โดยใช้นาโนเทคโนโลยี รวมทั้งการผลิตถุงมือยางเคลือบอนุภาคนาโนสำหรับแพทย์และพยาบาล ซึ่งส่วนใหญ่ดำเนินการอยู่ที่คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล อื่นๆ เช่นงานวิจัยของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ มหาวิทยาลัยสุรนารี สถาบันเทคโนโลยีลาดกระบัง สถาบันเทคโนโลยีธนบุรี ศูนย์ซินโครตรอนแห่งชาติ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งงานวิจัยส่วนใหญ่จะคล้ายคลึงกับงานวิจัยที่ได้กล่าวมาแล้ว
ปัจจุบันนักวิจัยไทยกำลังพัฒนาชิพตรวจโรคต่างๆ โดยไม่น้อยหน้าประเทศอื่นๆ หรือใช้ตรวจวัดคุณภาพอาหารและสิ่งแวดล้อม เช่น ชิพสำหรับตรวจเชื้อโรคประเภท E. Coli และอหิวาตกโรคที่อาจปนเปื้อนในอาหาร ชิพสำหรับตรวจสอบการปนเปื้อนของยาฆ่าแมลงหรือโลหะหนักในน้ำดื่ม ชิพสำหรับการตรวจหาไวรัสในฟาร์มกุ้ง เป็นต้น
ผลิตภัณฑ์สินค้าที่ผลิตด้วยนาโนเทคโนโลยี
ผลิตภัณฑ์สินค้านาโนเทคโนโลยีในปัจจุบัน ซึ่งมีทั้งที่ผลิตในประเทศไทยและต่างประเทศ ซึ่งเริ่มมีมากขึ้นทุกที ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการใช้อนุภาคเงินนาโน (Silver Nanoparticles) มาเคลือบผลิตภัณฑ์ต่างๆ พอประมวลได้ดังต่อไปนี้
ผลิตภัณฑ์เสื้อผ้าสิ่งทอ ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มนี้ จะเห็นมากที่สุดในท้องตลาดทั่วไป สำหรับในประเทศไทยเราก็มีได้แก่เสื้อนาโน และเสื้อเหลืองที่ผลิตออกมาเนื่องในวโรกาสพิธีฉลองสิริราชสมบัติครบ 60 ปี และฉลองพระชนมายุครบ 80 พรรษา ของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสื้อนาโน คือ เสื้อที่ได้ประยุกต์เอาเทคโนโลยีระดับนาโนเมตร ไปช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเนื้อผ้าธรรมดาให้กลายเป็นเสื้อผ้าชนิดพิเศษ มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น เสื้อเหลืองธรรมดา ราคามีตั้งแต่ 199 บาท แต่ถ้าเป็นเสื้อเหลืองนาโน จะมีราคาสูงขึ้นอีกเป็นเท่าตัวคือประมาณ 450-500 บาท
1) เสื้อกันยับ ใช้ไททาเนียมไดออกไซด์กับผ้าฝ้ายและนาโนซิลิกากับผ้าไหม เนื่องจากสารไททาเนียมไดออกไซด์ทำให้เกิดการเชื่อมต่อกับเส้นใยเซลลูโลสในเนื้อผ้าฝ้ายได้ ส่วนนาโนซิลิกาผสมกับสารกระตุ้นมาเลอิกแอนไฮดรายด์ (maleic anhydrive) สามารถป้องกันการยับในผ้าไหมได้ดี
2) เสื้อกันน้ำ อาศัยประสบการณ์คล้าย “น้ำกลิ้งบนใบบัว” คือทำให้พื้นผิวใบบัวขรุขระและเคลือบสารคล้ายขี้ผึ้งลงไปบนใบบัว ทำให้น้ำไม่ติดบนใบบัว หลักการเดียวกันด้วยการผสมผสานนาโนเทคโนโลยีทำให้พื้นผิวผ้าขรุขระและเคลือบด้วยสารที่ไม่ชอบน้ำลงไป ทำให้น้ำ น้ำชา กาแฟ ไม่สามารถหกเลอะเปื้อนได้
3) เสื้อกันไฟฟ้าสถิต เป็นการเพิ่มความชื้นในเนื้อผ้าโดยใช้สารหมูไฮดรอกซิล (OH) ไซเลนนาโนซอล (Silance nanosol) สารที่สมบัตินำไฟฟ้า ซึ่งสามารถลดไฟฟ้าสถิตในเนื้อผ้าได้
4) เสื้อกันรังสียูวี ใช้สาร 2 ชนิด ได้แก่ สารซิงค์ ออกไซด์ (ZnO) และไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ซึ่งสารเหล่านี้มีขนาดเล็กมากถึงระดับนาโนเมตรจนสามารถสะท้อนแสงและรังสียูวีได้ดียิ่ง
5) เสื้อกันแบคทีเรีย ใช้สารที่มีคุณสมบัติป้องกันเชื้อแบคทีเรียด้วยอนุภาคนาโน ที่สามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้ อนุภาคเหล่านี้ได้แก่อนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์ อนุภาคซิงค์ออกไซด์ และอนุภาคเงินนาโน (Nano silver)
ส่วนในต่างประเทศมีผลิตภัณฑ์ที่ผลิตออกมาหลายชนิด คือ
1). เสื้อและกางเกง เมื่อสวมใส่ในฤดูร้อน จะทำให้เย็นสบาย เมื่อสวมใส่ในฤดูหนาวจะทำให้อบอุ่น
2) ถุงเท้า เมื่อใส่แล้วไม่มีกลิ่นเหม็น
3) ผ้าพันแผล เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพมาช่วยในการักษาบาดแผล ซึ่งผ้าพันแผล นี้กระบวนการผลิตจะใส่หรือฝังอนุภาคเงินลงไป เช่น เมื่อได้รับบาดเจ็บ ก็ใช้ผ้าพันแผลพัน หรือ แปะรอบบริเวณที่บาดเจ็บ จะทำให้ตัวยาสามารถวิ่งเข้าไปทำการประสานแผลกันเร็วขึ้นและทำให้แผลหายอย่างรวดเร็ว
การรักษาโรค เช่น โรคเบาหวาน ซึ่งเป็นโรครักษายาก ได้มีการนำนาโนเทคโนโลยีไปประยุกต์ใช้เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต (Biotec) คือ พัฒนาชีวแคปซูล (Biocapsules) ขึ้นมา เพื่อให้ผู้เป็นโรคเบาหวานรับประทาน และแคปซูลนี้จะลงไปรักษาระดับโฮโมนที่ควบคุมน้ำตาลในเลือด (Insulin) ทำให้เบาหวานไม่กำเริบและมีชีวิตอยู่ได้ยาวนาน
ผลิตภัณฑ์ชุดกีฬา (Sporting) ได้แก่
1) ลูกเทนนิส สามารถใช้งานได้ยาวนานขึ้น
2) ไม้ตีเทนนิส มีความแข็งแรงทนทานเพิ่มมากขึ้น
3) ลูกกอล์ฟ ทำให้สามารถตีได้ไกลกว่าเดิม
4) น้ำยาเคลือบสกี ทำให้การเล่นสกีโลดเล่นไปอย่างรวดเร็ว เมื่อใส่น้ำยาเคลือบสารนาโนลงไป
5) ลูกโบว์ลิ่ง ซึ่งโดยปกติแล้วจะหนัก แต่เมื่อใช้นาโนเทคโนโลยีเข้าไปช่วยจะทำให้ลูกโบว์ลิ่งเบา พื้นผิวส่วนหน้าไม่มีรอยขีดข่วน ทำให้ไม่เหนื่อยง่าย และสามารถเล่นได้เป็นระยะเวลายาวนาน
ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นสินค้าอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน ได้แก่
1) เครื่องปาล์ม (Palm)
2) ยูเอสบีแฟลตไดรฟ์ (USB Flash Drive)
3) กล้องดิจิตอล (Digital Cameras)
4) โทรศัพท์เซลลูล่าร์ (Cell Phone)
5) จอภาพผลึกของเหลว (LCDs)
6) เครื่องเล่นเพลง (MP3)
7) หมึกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic ink display)
8) เครื่องเล่น DVD เมื่อเล่นจะไม่มีสะดุดหรือกระทบติดขัด
9) แบตเตอร์รี่ขนาดบาง (Electronic ink) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่มีความยืดหยุ่น
อุปกรณ์เหล่านี้ สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและได้ผลดี เพราะว่าได้ใส่ปริมาณอนุภาคของนาโนลงไป หรือผลิตภัณฑ์สินค้าอีกชนิดหนึ่งคือ น้ำยาขัดเงารถยนต์ (Nano Car wax) เมื่อใส่อนุภาคนาโนลงไป เมื่อนำไปขัดจะทำให้รอยแตก หรือรอยกระแทกของรถยนต์เลือนหายไป ในขณะเดียวกันก็จะทำให้รถยนต์ใหม่เป็นเงาวาววับทีเดียว
ผลิตภัณฑ์อีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบสำหรับเด็กและวัยรุ่น คือ เกมคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันเกมคอมพิวเตอร์ที่ผลิตด้วยนาโนเทคโนโลยี เช่น Pong, Frogger และ PacMan ได้เข้าไปแทนที่เกมอย่าง Playstation, X-Boxes และ Game Cubes เกือบหมดแล้ว นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่อยู่ข้างคอมพิวเตอร์ คือ เมาส์ แป้นพิมพ์ ลำโพง สแกนเนอร์ เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้ สามารถทำความสะอาดได้ง่าย ไม่เป็นที่หมักหมมของเชื้อโรค ใช้งานได้ทนทานยาวนาน มีประสิทธิภาพสูง
ผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีชีวภาพ ในส่วนของเครื่องสำอางนาโน ได้เริ่มมีการวางจำหน่ายแล้วเช่น ครีมบำรุงผิวพรรณที่สามารถแทรกซึมเข้าไปในผิวหนังได้ลึกยิ่งขึ้นเพื่อต่อต้านริ้วรอย Plenitude Revita-lift ของ L’Oreal Paris ใช้เทคนิคในการบรรจุวิตามินไว้ในแคปซูลอณูเล็กจิ๋ว แคปซูลนี้จะทำหน้าที่เป็นเหมือนฟองน้ำที่ซับเอาครีมไว้และจะปล่อยออกมาเมื่อชั้นแคปซูลภายนอกละลายภายใต้ผิวหนัง และครีมป้องกันแดด nanocrystalline (Nucelle Sunsense SPF 30) มีส่วนประกอบสำคัญได้แก่ (Z-COTE) ซึ่งสามารถป้องกันได้ทั้งรังสี UVA และUVB ได้อย่างมีประสิทธิภาพและไม่ทำให้เกิดอาการแพ้
และเมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทซัมซุงอิเล็กทรอนิกส์ ได้เปิดตัวสินค้าใหม่ คือ เครื่องซักผ้าไม่ต้องใช้น้ำ ชื่อ Samsung Air Wash เป็นเครื่องซักผ้าไม่ต้องใช้น้ำ ไม่ต้องรอให้ผ้าแห้ง หลักการคือ การใช้กระแสของลมร้อนเป็นพื้นฐาน และซิลเวอร์นาโน (Silver Nano) ซึ่งจะเข้าไปซอกซอนทุกอณูของใยผ้า เพื่อขจัดคราบสกปรกที่ฝังอยู่บนผิวผ้า และสามารถฆ่าเชื้อโรค ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้มากถึง 99.9 % และขจัดกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ออกจากเสื้อผ้าได้อย่างดีอีกด้วย
บทสรุป
นาโนเทคโนโลยีเป็นสหสาขาวิชาใหม่ (multidisciplinary area) ที่ต้องอาศัยความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจากหลากหลายสาขารวมเข้าด้วยกัน ทั้งเคมี ฟิสิกส์ ชีววิทยา อิเล็กทรอนิกส์ และอื่นๆ โดยเฉพาะสาขาคอมพิวเตอร์ (ระดับการใช้หุ่นยนต์แทนแรงงานมนุษย์) สำหรับการประกอบและผลิตสิ่งต่างๆ ขึ้นจากการจัดเรียงตัวของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมหรือ โมเลกุลเข้าด้วยกันด้วยความแม่นยำในระดับ นาโนเมตร และอุตสาหกรรมในอนาคตจะเป็น อุตสาหกรรมระดับโมเลกุล โดยโรงงานจะเป็นโรงงานนาโนที่ประกอบด้วยหุ่นยนต์นาโนนับล้านๆ ตัว ทำหน้าที่จัดเรียงอนุภาคอะตอมจนได้ผลผลิตตามความต้องการ
ด้านการแพทย์ การบำบัดรักษาจะใช้หุ่นยนต์และกลไกที่มีขนาดจิ๋วในระดับโมเลกุลส่งเข้าไปในร่างกายเพื่อตรวจลักษณะอาการและระบบการทำงานต่างๆ รวมทั้งกระตุ้นให้ร่างกาย ดูดซับยาบางชนิดได้อย่างรวดเร็วและกระตุ้นร่างกายในส่วนที่ตัวยาไม่อาจเข้าถึงให้สามารถรับ ตัวยาได้ ทำให้ตัวยามีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหุ่นนาโนจะมีศักยภาพสูงขึ้นเรื่อยๆ สามารถทำหน้าที่ได้หลากหลาย หุ่นนาโนจะทำการผ่าตัดในระดับเซลล์และโมเลกุลทำให้กรรมวิธีในการผ่าตัดในปัจจุบันไม่มีความจำเป็นอีกต่อไป การศัลยกรรมความงามจะไม่มีความ จำเป็นอีกเนื่องจากหุ่นนาโนสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างโดยไม่ต้องใช้การผ่าตัด ซึ่งในปัจจุบันก็มีอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ผู้ป่วยสามารถกลืนเข้าไปเพื่อตรวจสภาพในร่างกายได้
ด้านอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ จะสามารถสร้างวงจรและคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วในระดับโมเลกุลได้ วัสดุจากนาโนจะมีความบริสุทธิ์สูงสามารถนำไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ อายุการใช้งานยาวนาน ใช้พลังงานน้อยลง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีขนาดเล็กลงพกพาได้สะดวก หรืออาจฝังเข้าไปในร่างกายได้ มีความชาญฉลาดสามารถรับข้อมูลและปรับเปลี่ยนโครงสร้าง ตลอดจนสำเนาตัวเองขึ้นมาใหม่ได้
ด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม จะทำให้การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม จะมีการใช้ทรัพยากรธรรมชาติน้อยลง นาโนเทคโนโลยีจะช่วยสร้างเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เช่น การสร้างกระดาษขึ้นจากวัสดุสังเคราะห์ที่ไม่ทำให้ต้องตัดไม้ทำลายป่า และหุ่นนาโนสามารถดูแลและแก้ไขสภาพแวดล้อมที่เสื่อมโทรมให้กลับคืนสู่สภาพเดิม กำจัดและสลายมลพิษต่างๆ
ด้านเทคโนโลยีอวกาศ นาโนเทคโนโลยีจะขจัดปัญหาในด้านพลังงานเชื้อเพลิง ขนาดและน้ำหนักของยานให้น้อยลงเนื่องจากวัสดุอุปกรณ์นาโนจะมีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงทนทานสูง นอกจากนี้ ในสภาพที่แรงโน้มถ่วงที่มีกำลังอ่อนจะสะดวกต่อการสร้างและพัฒนาโครงสร้างของวัสดุและกลไกนาโนที่ไม่สามารถทำบนพื้นผิวโลกได้ และเทคโนโลยีอวกาศจะเชื่อมโยงไปสู่การสร้างคอมพิวเตอร์จิ๋วประสิทธิภาพสูง ยานสำรวจอวกาศจิ๋ว ชุดนักบินอวกาศต่อไป
ที่จริงแล้วนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีไม่ใช่ของใหม่เสียทีเดียว ทางโลกตะวันตกได้รู้จักการใช้ประโยชน์ของอนุภาคนาโน (nanoparticles) หลายร้อยปีแล้ว อย่างไม่รู้ตัวเช่น ช่างทำกระจกสีเพื่อใช้ประดับในโบสถ์ ใช้โลหะ เช่น ทองแดง ทองคำ หลอมผสมกับแก้วเป็นสีต่าง ๆ ซึ่งก็ได้มีการคาดคะเนทางทฤษฎีมาเมื่อประมาณร้อยปีก่อนนี้แล้วว่า สีเหล่านี้เกิดขึ้นจากอนุภาคนาโนของโลหะที่อยู่ในกระจก และปัจจุบันนาโนศาสตร์ก็ได้มาช่วยยืนยันสมมุติฐานดังกล่าวว่าเป็นเพราะคุณสมบัติดูดซับแสงของอนุภาคโลหะขนาดช่วงนาโนเมตรที่จะดูดซับแสงสีต่างๆในสัดส่วนที่ไม่เท่ากัน จึงทำให้แสงที่ทะลุผ่านกระจกได้ไม่เหมือนกันและเห็นเป็นสีของกระจกต่างกันไป
สรุป นาโนเทคโนโลยีที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรมเรียบร้อยแล้วได้แก่ ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางแป้งที่มีอนุภาคนาโน ทำให้แป้งไม่สะท้อนแสงช่วยให้ใบหน้าดูอ่อนเยาว์ขึ้น ผลิตภัณฑ์ครีมบำรุงผิวอนุภาคนาโนที่ดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังดีขึ้น เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของครีม สำหรับ นาโนเทคโนโลยีที่จะใช้ได้จริงในอีก 5-6 ปีข้างหน้าได้แก่ ระบบบนชิพ เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน ตัวเซนเซอร์ทางการแพทย์ ชิ้นส่วนต่างๆ ของหุ่นยนต์ และนาโนเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ในอีก 20 ปีข้างหน้าได้แก่ เซนเซอร์นาโนติดรถยนต์ อวัยวะเทียม กระดูกเทียมที่มีอนุภาคในระดับนาโนสำหรับผู้พิการ
ข้อวิจารณ์และข้อเสนอแนะ
(http://www.dmsc.moph.go.th/webroot/SamutSongkhram/km-nano.htm) แล้วชีวิตจะเป็นอย่างไร ท่ามกลางความก้าวหน้ารุ่งเรืองของมหาอาณาจักรนาโน พัฒนาการของเทคโนโลยีจิ๋วจะส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของผู้คนอย่างไรบ้าง เมื่อเอ่ยถึง สุดยอดนวัตกรรมอย่างคอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋วความเร็วสูง จักรกลขนาดโมเลกุล วัสดุชนิดพิเศษที่มีความแข็งแกร่งสูง น้ำหนักเบา และมีความฉลาด อาจฟังดูเท่ห์และหมายถึงความสะดวกสบาย รอบด้าน แต่ที่สุดแล้วสิ่งเหล่านี้ให้อะไรกับมนุษย์บ้าง และเมื่อไหร่นาโนเทคโนโลยีจึงจะเข้ามาในชีวิตของพวกเรา และไม่ใช่นวัตกรรมแห่งอนาคต แต่เป็นสิ่งประดิษฐ์แห่งปัจจุบัน
คำตอบคือ นาโนเทคโนโลยีอยู่ที่นี่ในขณะนี้แล้ว แนวคิดบุกเบิกด้านนาโนเกิดขึ้นเมื่อเกือบ 50 ปีมาแล้ว และความก้าวหน้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ขณะนี้นวัตกรรมนาโนเทคโนโลยีเริ่มทยอยออกสู่ตลาด และความนิยมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จากคุณสมบัติอันน่าอัศจรรย์ แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น สินค้านาโนเทครุ่นแรกๆ บ่งชี้ให้เห็นถึงสิ่งต่อไปที่กำลังจะมาถึง
นาโนเทคโนโลยีกำลังจะกลายเป็นคลื่นลูกใหม่ ต่อจากยุคของเทคโนโลยีสารสนเทศ (ไอที) และ เทคโนโลยีชีวภาพ (ไบโอเทค) ซึ่งจะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ทั้งในเรื่องของโลหะ และวัสดุเพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษ ตามที่ต้องการใช้ อาทิ การเพิ่มความละเอียด หรือความคงทน และยังนำมาใช้ทั้งในเรื่องของการแพทย์หรืองานสาธารณสุข ตลอดจนการเพิ่มศักยภาพและความเร็วของคอมพิวเตอร์ ซึ่งขณะนี้หลายประเทศ ทั้งสหรัฐอเมริกา และประเทศที่พัฒนาแล้ว อย่างในทวีปยุโรป และเอเชียก็ได้ดำเนินการเป็นโครงการขนาดใหญ่แล้วเช่นกัน
สินค้านาโนเทคโนโลยีบางอย่างวางตลาดมานานระยะหนึ่งแล้วและบางอย่างกำลังจะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ของสินค้าในประเภทเดียวกันเช่น อุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันที่ Mobile ใช้ Zeolite ในการกลั่นน้ำมันเบนซิน สามารถผลิตน้ำมันได้มากกว่าสาร catalysts แบบเดิม ถึงร้อยละ 40 เมื่อเทียบปริมาณน้ำมันดิบบาร์เรลต่อบาร์เรล นอกจากนี้สินค้านาโนเทครุ่นแรกๆ ที่จะออกมา น่าจะประกอบด้วยวัสดุฉลาดที่ฉาบเคลือบพื้นผิวต่างๆ เพื่อให้มีคุณสมบัติพิเศษหรือทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกัน ชั้นบางๆ ในระดับนาโนที่เคลือบทับตัวสินค้าหรือชิ้นส่วนประกอบจะช่วยสร้างคุณสมบัติพิเศษในหลายๆ ด้าน เช่น กระจกหรือเลนส์ที่สามารถป้องกันรังสีอุลตราไวโอเลต ที่ทำให้เกิดมะเร็ง หรือผลิตภัณฑ์ที่ฉาบเคลือบเพื่อป้องกันรอยขีดข่วน รอยยับ หรือสิ่งสกปรกและฝุ่นผง ไม่สามารถเกาะติดได้ หรือแม้แต่ทำให้แบคทีเรียบางชนิดไม่สามารถขยายพันธุ์ได้ ทำให้ไม่เกิด การผุพังหรือเชื้อราโดยเฉพาะในห้องน้ำหรือห้องครัว ฟิล์มชนิดบางของสารต่างๆที่มีความหนาในขนาด นาโนเมตร เช่น OLED (Organic Light Emitting Device) เป็นจอแสดงผลที่ทำจากสารอินทรีย์ ผ้าที่เปื้อนยากที่สามารถกันหยดน้ำหรือของเหลวไม่ให้ซึมเข้าใยผ้าได้ โดยอาศัยความไม่ชอบน้ำ (hydrophobicity) ของสารที่เคลือบใยผ้ามาและรวมกับความตึงผิวของหยดน้ำ หรือของเหลวเองมาเป็นแรงผลักตัวหยดน้ำไม่ให้ซึมผ่านชั้นเคลือบไปได้
ขณะที่นาโนเทคโนโลยีกำลังก้าวเข้ามาสู่ชีวิตประจำวัน คำถามและความคลางแคลงต่างๆ ก็เริ่มตามมาทั้งในแง่จริยธรรม นโยบายสาธารณะ กฎหมาย และความรับผิดชอบต่อสังคม ซึ่งเป็นเรื่องเร่งด่วนที่จะต้องรีบพิจารณาก่อนที่จะสายเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเด็นเรื่องสิทธิบัตรเทคโนโลยีชีวภาพและเภสัชกรรม แพทย์จำนวนมาก รัฐบาลหลายประเทศ และองค์กรพัฒนาเอกชนทางสังคมต่างๆ เห็นว่าการจดทะเบียนสิทธิบัตรตัวยาไม่ได้เป็นแค่การคุ้มครองในแง่ธุรกิจ เท่านั้น แต่เท่ากับปกป้องการค้นพบและความก้าวหน้าเป็นความลับ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาขั้นต่อๆ ไป และราคายาที่จำหน่ายในราคาสูงทำให้ผู้ป่วยในประเทศที่กำลังพัฒนาหรือประเทศด้อยพัฒนาไม่สามารถเข้าถึงยานั้นๆ ได้ แต่ทางบริษัทก็อ้างว่ามีต้นทุนในการศึกษาวิจัยที่สูง คำถามก็คือ ถ้าหากผลประโยชน์ทางธุรกิจกับความรับผิดชอบต่อสังคมเป็นขั้วตรงข้ามกันเช่นนี้ เราจะสามารถประสานกันอย่างไรให้ได้รับประโยชน์ร่วมกันทั้งสองฝ่าย
อีกด้านหนึ่งหลายคนแสดงความเป็นห่วงใยว่านาโนเทคโนโลยีกำลังสร้างผลทางสังคมและภูมิรัฐศาสตร์ เพราะจะทำให้ช่องว่างระหว่างประเทศพัฒนาแล้วที่ร่ำรวยอยู่แล้ว ร่ำรวยมากขึ้น ขณะที่ประเทศด้อยพัฒนา และกำลังพัฒนา ยังมองไม่เห็นหนทางที่จะเดินไปข้างหน้าในเรื่องนี้ หรือมีอุสรรคขวางกั้นการก้าวสู่ประเทศอุตสาหกรรมเพราะต้องลงทุนสูงและต่อเนื่องในด้านการศึกษาโครงสร้างพื้นฐาน การปฏิรูปทางการเมือง การบังคับใช้กฎหมาย และกระบวนการผลิต ที่ทันสมัย แต่ถ้าเทคนิคการผลิตระดับนาโนมีราคาถูกลงและเข้าถึงได้ง่าย ก็จะทำให้ช่องว่างดังกล่าวลดลง หรืออย่างน้อยก็ช่วยตอบสนองต่อความต้องการสิ่งจำเป็นพื้นฐานในการดำรงชีพให้กับประชากรทั่วโลก รวมทั้งพัฒนาคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้น
อีกคำถามหนึ่งคือ เรื่องความปลอดภัยของนาโนเทคโนโลยี เพราะอาจมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ตามมามากมาย เช่น อนุภาคนาโนขนาดจิ๋วหากปนเปื้อนในอากาศหรือน้ำ อาจสร้างให้เกิดมลพิษรูปแบบใหม่ๆ ที่น่าสะพรึงกลัวมากกว่าเดิมหลายเท่า เรายังไม่ทราบเลยว่าอนุภาคเหล่านี้สามารถผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้โดยง่ายทางการหายใจหรือแทรกซึมทางผิวหนัง ถ้าหากมันเข้าไปสะสมในตับ ปอด หรือสมองแล้วจะเกิดอะไรขึ้น
นาโนเทคโนโลยีอาจมีผลกระทบเชิงสังคมและเรื่องของความมั่นคงเช่น เป็นอาวุธทำลายล้าง แต่ไม่ใช่ระเบิดอย่างที่เป็นมา แต่เป็นการเจาะจงทำลาย เช่น ตั้งโปรแกรมให้ผู้ที่มีตาสีฟ้า ผมสีบรอนซ์ เป็นมะเร็งให้หมด คนที่มีเชื้อสายจีน หัวใจวายทั้งหมด แล้วจะเป็นอย่างไร ร้ายขึ้นไปอีก เมื่อสามารถจำลองเซลล์ ของ ฮิตเลอร์ สตาลิน ขึ้นมาใหม่ได้ หรือสร้างเครื่องยนต์สังหาร ตามล้างตามล่า เป้าหมายที่สามารถระบุรูปพรรณสัณฐานได้อะไรจะเกิดขึ้น อุปกรณ์จิ๋วทางการแพทย์ อาจถูกใช้เป็นอาวุธในการฆาตกรรมหรือ อาวุธที่มีขนาดเล็ก เรียกว่า nonoweapon ซึ่งสามารถซุกซ่อนไปก่ออาชญากรรมได้ทุกพื้นที่ โดยเฉพาะอาวุธที่ทำมาจากท่อนาโนคาร์บอนที่ไม่สามารถใช้เครื่องตรวจสอบโลหะตรวจจับได้
อันตรายบางด้านอาจจะยังไม่ชัดเจน หรือยังไม่อาจเป็นจริงได้ในอนาคตอันใกล้นี้ แต่ทางด้านจริยธรรมและศีลธรรมได้มีการถกเถียงกันขึ้นแล้วเช่น การเพาะเซลล์ต้นแบบเพื่อสร้างเซลล์หรืออวัยวะทดแทนให้กับผู้ป่วยพาร์คินสัน อัลไซเมอร์ หรือโรคเบาหวาน บางกรณีเซลล์ที่ถูกเพาะขึ้นมาในลักษณะเกือบเป็นตัวอ่อน คำถามที่ตามมาคือ เป็นเรื่องที่ถูกต้องหรือไม่ในการสร้างชีวิตแล้วทำลายลงไปเพื่อช่วยต่อชีวิตของคนคนหนึ่ง หรือการที่บริษัท Affy-metrix และ Agilent ใช้เทคโนโลยีชั้นสูงในการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ ที่ไม่เพียงแต่สามารถตรวจวิเคราะห์พันธุกรรมของโรคร้าย แต่ยังสามารถตรวจความบกพร่องทางพันธุกรรมของมนุษย์ทำให้บอกล่วงหน้าได้ว่าในอนาคตบุคคลผู้นั้นจะเป็นโรคอะไร ข้อมูลในลักษณะนี้เป็นที่ต้องการของบรรดาบริษัทประกันสุขภาพ รวมทั้งเจ้าของธุรกิจต่างๆ ในการพิจารณาลูกค้าที่ต้องการทำประกันหรือรับเข้าทำงาน ซึ่งเป็นการละเมิดสิทธิส่วนบุคคลถึงระดับพันธุกรรม และอาจถึงขั้นเกิดการกีดกันและแบ่งชนชั้นพันธุกรรม
คำถามเหล่านี้มีความสำคัญยิ่ง ถึงเวลาหรือยังที่เราจะเริ่มพิจารณากันอย่างจริงจัง กำหนดกรอบทิศทางไว้เสียแต่เนิ่นๆ ไม่ปล่อยให้เป็นเพียงเรื่องราวที่ลึกลับ สนุกสนาน ชวนติดตามทางทีวี หรือนิยายวิทยาศาสตร์ แง่มุมทางจริยธรรมและผลกระทบของนาโนเทคโนโลยีควรแจ้งให้ สาธารณชนทราบและร่วมตัดสินใจหรือกำหนดทิศทางในการเดินไปข้างหน้า เพื่ออนาคตของ พวกเขา ลูกหลาน และมนุษยชาติโดยรวม
ถึงแม้จะมีผลกระทบและแง่มุมทางด้านจริยธรรมที่ต้องพิจารณา แต่ก็คงปฏิเสธไม่ได้ว่าปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีได้มีความก้าวหน้าและอาจเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันเร็วกว่าที่คาดคิดกันเอาไว้ ดังนั้นตัวเราเองและทีมงานจะต้องคอยติดตามและทำความเข้าใจกับเทคโนโลยีนี้อย่างใกล้ชิด ในขณะเดียวกันก็อาจต้องทำการศึกษาวิจัยให้มากขึ้น โดยเฉพาะการพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยโรคต่างๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคพันธุกรรม เพื่อให้สามารถวิเคราะห์หาสาเหตุของโรคได้ถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็ว เพื่อประโยชน์ในการรักษาผู้ป่วยให้หายเร็ว หรือการพัฒนายาหรือสมุนไพรเพื่อการรักษาผู้ป่วย ทั้งนี้เพราะประเทศไทยมีความหลากหลายทางชีวภาพอยู่มากสามารถนำมาเป็น วัตถุดิบเพื่อการศึกษาวิจัยและที่สำคัญที่สุดคือการพึ่งพาตนเองของประเทศและประหยัด งบประมาณหรือเงินของประเทศในการจัดซื้อเทคโนโลยีดังกล่าวมาใช้ในอนาคต
Voice over IP (VoIP)
Voice over IP (VoIP)
ในอดีตระบบโทรศัพท์แบบเดิมที่ใช้งานผ่านตู้สาขา(PBX)ซึ่งมีการส่งสัญญาณเสียงเป็นสัญลักษณ์การส่งข้อมูลผ่านโครงข่ายวงจรของชุมสายโทรศัพท์ (Circuit Switching) ทำให้เกิดการใช้งานโครงข่ายได้ไม่เต็มประสิทธิภาพมากเท่าที่ควร เพราะแต่ละวงจรหรือเส้นทางถูกกำหนดให้ผู้ใช้เพียงคนเดียวเท่านั้น แม้ว่าวงจรหรือเส้นทางนั้นๆ จะว่างอยู่ก็ตาม แต่ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบเครือข่ายสัญญาณข้อมูล (Data Network) ให้สามารถรองรับปริมาณข้อมูลได้มากขึ้น ทำให้การใช้งานแบบแพ็คเกจสวิตชิ่ง (Packet Switching) ได้รับความสนใจและถูกพัฒนา เพื่อกระจายทราฟฟิก (Traffic) ทั้งหมดในโครงข่ายให้ใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ทำให้โครงข่ายมีความยืดหยุ่นและคล่องตัวมากขึ้น ซึ่งหลักการของแพ็คเกจสวิตชิ่งนี้ได้ถูกนำมาพัฒนาใช้เป็น Voice Over Packet โดยการนำเทคโนโลยีสัญญาณเสียงมารวมอยู่บนระบบเครือข่ายสัญญาณข้อมูลและมีการรับ-ส่งสัญญานทั้งคู่ได้ในเวลาเดียวกัน เพื่อความสะดวกและประหยัดค่าใช้จ่าย ทำให้ Performance per Cost ของ Packet Switching ในอนาคตดีกว่า Circuit Switching เทคโนโลยีดังกล่าวได้ถูกนำมาให้บริการสื่อสาร ผ่านระบบ Internet ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อที่แตกต่างกันออกไป ไม่ว่าจะเป็น VoIP, Voice over IP, Voice over Internet Protocol, Net Phone, Web Phone หรือ IP Telephony
ประวัติโทรศัพท์
ในอดีตระบบโทรศัพท์แบบเดิมที่ใช้งานผ่านตู้สาขา(PBX)ซึ่งมีการส่งสัญญาณเสียงเป็นสัญลักษณ์การส่งข้อมูลผ่านโครงข่ายวงจรของชุมสายโทรศัพท์ (Circuit Switching) ทำให้เกิดการใช้งานโครงข่ายได้ไม่เต็มประสิทธิภาพมากเท่าที่ควร เพราะแต่ละวงจรหรือเส้นทางถูกกำหนดให้ผู้ใช้เพียงคนเดียวเท่านั้น แม้ว่าวงจรหรือเส้นทางนั้นๆ จะว่างอยู่ก็ตาม แต่ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบเครือข่ายสัญญาณข้อมูล (Data Network) ให้สามารถรองรับปริมาณข้อมูลได้มากขึ้น ทำให้การใช้งานแบบแพ็คเกจสวิตชิ่ง (Packet Switching) ได้รับความสนใจและถูกพัฒนา เพื่อกระจายทราฟฟิก (Traffic) ทั้งหมดในโครงข่ายให้ใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ทำให้โครงข่ายมีความยืดหยุ่นและคล่องตัวมากขึ้น ซึ่งหลักการของแพ็คเกจสวิตชิ่งนี้ได้ถูกนำมาพัฒนาใช้เป็น Voice Over Packet โดยการนำเทคโนโลยีสัญญาณเสียงมารวมอยู่บนระบบเครือข่ายสัญญาณข้อมูลและมีการรับ-ส่งสัญญานทั้งคู่ได้ในเวลาเดียวกัน เพื่อความสะดวกและประหยัดค่าใช้จ่าย ทำให้ Performance per Cost ของ Packet Switching ในอนาคตดีกว่า Circuit Switching เทคโนโลยีดังกล่าวได้ถูกนำมาให้บริการสื่อสาร ผ่านระบบ Internet ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อที่แตกต่างกันออกไป ไม่ว่าจะเป็น VoIP, Voice over IP, Voice over Internet Protocol, Net Phone, Web Phone หรือ IP Telephony
ประวัติโทรศัพท์
โทรศัพท์ได้ถูกคิดค้นและประดิษฐ์ขึ้นมาในปี พ.ศ. 2419 โดยนักประดิษฐ์ ชื่อ ALEXANDER GRAHAM BELL
รูปที่ 1 แสดงหลักการโทรศัพท์ของ Bell
หลักการของโทรศัพท์ที่ Alexander ประดิษฐ์ก็คือ ตัวส่ง(Transmitter) และ ตัวรับ(Receiver) ซึ่งมีโครงสร้างเหมือนลำโพงในปัจจุบัน กล่าวคือ มีแผ่น ไดอะแฟรม (Diaphragm) ติดอยู่กับขดลวด ซึ่งวางอยู่ใกล้ ๆ แม่เหล็กถาวร เมื่อมีเสียงมากระทบแผ่น ไดอะแฟรม ก็จะสั่นทำให้ขดลวดสั่นหรือเคลื่อนที่ตัดสนามแม่เหล็ก เกิดกระแสขึ้นมาในขดลวด กระแสไฟฟ้านี้ จะวิ่งตามสายไฟถึงตัวรับซึ่งตัวรับก็จะมีโครงสร้างเหมือนกับ ตัวส่ง เมื่อกระแสไฟฟ้ามาถึงก็จะเข้าไปในขดลวด เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่มานี้ เป็นไฟกระแสสลับ (AC) มีการเปลี่ยนแปลงขั้วบวกและลบอยู่ตลอดเวลา ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบ ๆ ขดลวดของ ตัวรับ สนามแม่เหล็กนี้จะไปผลักหรือดูดกับสนามแม่เหล็กถาวรของตัวรับ แต่เนื่องจากแม่เหล็กถาวรที่ตัวรับนั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ขดลวดและแผ่นไดอะแฟรม จึงเป็นฝ่ายที่ถูกผลักและดูดให้เคลื่อนที่ การที่ไดอะแฟรม เคลื่อนที่ จึงเป็นการตีอากาศตามจังหวะของกระแสไฟฟ้าที่ส่งมา นั่นคือ เกิดเป็นคลื่นเสียงขึ้นมาในอากาศ ทำให้ได้ยิน แต่อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากตัวส่งนี้มี ขนาดเล็กมาก ถ้าหากใช้สายส่งยาวมากจะไม่สามารถได้ยินที่ผู้ส่งได้วิธีการของ ALEXANDER GRAHAM BELL จึงไม่ประสบผลสำเร็จเท่าใดนัก แต่ก็เป็นเครื่องต้นแบบให้มีการพัฒนาต่อมาในปี พ.ศ.2420 THOMAS ALWA EDISON ได้ประดิษฐ์ ตัวส่งขึ้นมาใหม่ให้สามารถส่งได้ไกลขึ้นกว่าเดิมซึ่ง ตัวส่งที่ Edison ประดิษฐ์ขึ้นมา มีชื่อว่า คาร์บอน ทรานสมิทเตอร์ (Carbon Transmitter)
หลักการของโทรศัพท์ที่ Alexander ประดิษฐ์ก็คือ ตัวส่ง(Transmitter) และ ตัวรับ(Receiver) ซึ่งมีโครงสร้างเหมือนลำโพงในปัจจุบัน กล่าวคือ มีแผ่น ไดอะแฟรม (Diaphragm) ติดอยู่กับขดลวด ซึ่งวางอยู่ใกล้ ๆ แม่เหล็กถาวร เมื่อมีเสียงมากระทบแผ่น ไดอะแฟรม ก็จะสั่นทำให้ขดลวดสั่นหรือเคลื่อนที่ตัดสนามแม่เหล็ก เกิดกระแสขึ้นมาในขดลวด กระแสไฟฟ้านี้ จะวิ่งตามสายไฟถึงตัวรับซึ่งตัวรับก็จะมีโครงสร้างเหมือนกับ ตัวส่ง เมื่อกระแสไฟฟ้ามาถึงก็จะเข้าไปในขดลวด เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่มานี้ เป็นไฟกระแสสลับ (AC) มีการเปลี่ยนแปลงขั้วบวกและลบอยู่ตลอดเวลา ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบ ๆ ขดลวดของ ตัวรับ สนามแม่เหล็กนี้จะไปผลักหรือดูดกับสนามแม่เหล็กถาวรของตัวรับ แต่เนื่องจากแม่เหล็กถาวรที่ตัวรับนั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ขดลวดและแผ่นไดอะแฟรม จึงเป็นฝ่ายที่ถูกผลักและดูดให้เคลื่อนที่ การที่ไดอะแฟรม เคลื่อนที่ จึงเป็นการตีอากาศตามจังหวะของกระแสไฟฟ้าที่ส่งมา นั่นคือ เกิดเป็นคลื่นเสียงขึ้นมาในอากาศ ทำให้ได้ยิน แต่อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากตัวส่งนี้มี ขนาดเล็กมาก ถ้าหากใช้สายส่งยาวมากจะไม่สามารถได้ยินที่ผู้ส่งได้วิธีการของ ALEXANDER GRAHAM BELL จึงไม่ประสบผลสำเร็จเท่าใดนัก แต่ก็เป็นเครื่องต้นแบบให้มีการพัฒนาต่อมาในปี พ.ศ.2420 THOMAS ALWA EDISON ได้ประดิษฐ์ ตัวส่งขึ้นมาใหม่ให้สามารถส่งได้ไกลขึ้นกว่าเดิมซึ่ง ตัวส่งที่ Edison ประดิษฐ์ขึ้นมา มีชื่อว่า คาร์บอน ทรานสมิทเตอร์ (Carbon Transmitter)
คาร์บอน ทรานสมิทเตอร์(Carbon Transmitter) ให้กระแสไฟฟ้าออกมาแรงมาก เนื่องจากเมื่อมีเสียงมากระทบแผ่นไดอะแฟรม แผ่นไดอะแฟรมจะไปกดผง คาร์บอน(Carbon) ทำให้ค่าความต้านทานของผงคาร์บอนเปลี่ยนแปลงไปตามแรงกด ดังนั้นแรงเคลื่อน ตกคร่อมผงคาร์บอนจะเปลี่ยนแปลงด้วย เนื่องจากแรงเคลื่อน ที่จ่ายให้ คาร์บอน มีค่ามากพอสมควร การเปลี่ยนแปลงแรงเคลื่อน จึงมีมากตามไปด้วย และการเปลี่ยนแปลงนี้ เป็นการเปลี่ยนแปลงยอดของ ไฟกระแสตรง (DC) ที่จ่ายให้คาร์บอน (ดังรูปที่ 1.3) ซึ่งเราอาจกล่าวได้ว่า การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนี้ก็คือไฟกระแสสลับ (AC) ที่ขี่อยู่บนยอดของ ไฟกระแสตรง (DC) นั่นเอง
ดังนั้น เมื่อ ไฟกระแสตรง (DC) ไปถึงไหน ไฟกระแสสลับ (AC) ก็ไปถึงนั่นเช่นกัน แต่ ไฟกระแสตรง (DC) มีค่าประมาณ 6-12 Volts (ค่าแรงเคลื่อน เลี้ยงสายโทรศัพท์ขณะยกหู) ซึ่งมากพอที่จะวิ่งไปได้ระยะทาง ประมาณ 5 กิโลเมตร นั่นคือ ไฟกระแสสลับ (AC) ที่เป็นสัญญาณเสียงก็ไปได้เช่นกัน หลังจากนี้ก็ได้มีการพัฒนาโทรศัพท์ขึ้นมาใช้งานมากมายหลายระบบ ตามเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้นไปเรื่อย ๆ ซึ่งมีการพัฒนาทั้งระบบชุมสาย (Exchange) และ ตัวเครื่องโทรศัพท์ (Telephone Set) ด้วย ให้สามารถใช้งานได้สะดวกสบาย และมี ประสิทธิภาพมากขึ้น
วิวัฒนาการทางด้านโทรศัพท์ในประเทศไทย
พ.ศ.2424 ประเทศไทยได้นำเอาโทรศัพท์มาใช้เป็นครั้งแรกโดยกรมกลาโหม (กระทรวงกลาโหมในปัจจุบัน)
ได้สั่งเข้ามาใช้งานในกิจการเพื่อความมั่นคงแห่งชาติ โดยติดตั้งที่กรมอู่ทหารเรือกรุงเทพฯ 1 เครื่อง และป้อมยามปากน้ำเจ้าพระยา จังหวัดสมุทรปราการอีก 1 เครื่อง รวม 2 เครื่อง เพื่อจะได้แจ้งข่าวเรือเข้าออกในแม่น้ำเจ้าพระยาให้ทางกรุงเทพฯทราบ
พ.ศ.2429 กรมกลาโหมได้โอนกิจการของโทรศัพท์ให้ไปอยู่ในการดูแลและดำเนินการของ
กรมไปรษณีย์โทรเลข เนื่องจากจำนวนเลขหมายเพิ่มมากขึ้น ต่อมากรมไปรษณีย์โทรเลขก็ได้ขยายกิจการโทรศัพท์จากภาครัฐสู่เอกชน โดยให้ประชาชนมีโอกาสใช้โทรศัพท์ได้ ในระยะนี้เครื่องที่ใช้จะเป็นระบบแม็กนีโต (Magneto) หรือระบบ โลคอลแบตเตอรี่ (Local Battery )
พ.ศ.2450 ตั้งชุมสายโทรศัพท์แห่งแรก ติดตั้งระบบโทรศัพท์ไฟกลาง (CENTRAL BATTERY : CB) ใช้
พนักงานต่อชุมสายโทรศัพท์ ระบบแรกที่ถูกผลิตขึ้นมา เป็นชุมสายกึ่งอัตโนมัติ การติดต่อต้องผ่านพนักงาน ผู้ซึ่งทำหน้าที่ ต่อสายระหว่างผู้เช่าทั้ง 2 ทาง
พ.ศ.2479 กรมไปรษณีย์โทรเลขได้สั่งซื้อชุมสายระบบสเต็บบายสเต็บ (Step by Step) ซึ่งเป็นระบบอัตโนมัติ สามารถหมุนเลขหมายถึงกันโดยตรง โดยไม่ต้องผ่านพนักงานต่อสาย (Operator) เหมือนโลคอลแบตเตอรี่ หรือ เซ็นทรัล แบตเตอรี่
พ.ศ.2497 เนื่องจากกิจการโทรศัพท์ได้เจริญก้าวหน้ามาก ประชาชนนิยมใช้แพร่หลายไปทั่วประเทศ กิจการ
ใหญ่โตขึ้นมากทำให้การบริหารงานลำบากมากขึ้น ดังนั้นเมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ พ.ศ.2497 จึงได้มีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ ให้ตราพระราชบัญญัติตั้งองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยขึ้น โดยแยกกองช่างโทรศัพท์กรมไปรษณีย์โทรเลขมาตั้งเป็นองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยขึ้น มีฐานะเป็นรัฐวิสาหกิจ สังกัดกระทรวงคมนาคมมาจนถึงปัจจุบัน องค์การโทรศัพท์หลังจากที่ได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้ว ก็ได้รับโอนงานกิจการโทรศัพท์มาดูแล
พ.ศ.2517 องค์การโทรศัพท์สั่งซื้อชุมสายโทรศัพท์ระบบคอสบาร์(Cross Bar) มาใช้งานระบบคอสบาร์เป็น
ระบบอัตโนมัติเหมือนระบบสเต็บบายสเต็บแต่ทันสมัยกว่าทำงานได้เร็วกว่า มีวงจรพูดได้มากกว่า และขนาดเล็กกว่า
พ.ศ. 2526 องค์การโทรศัพท์ได้นำระบบชุมสาย SPC (Storage Program Control) มาใช้งาน ระบบ SPC เป็นระบบที่ควบคุมการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer) ทำงานได้รวดเร็วมาก ขนาดเล็ก กินไฟน้อย และยังให้บริการเสริมด้าน อื่น ๆ ได้อีกด้วย
ปัจจุบัน ชุมสายโทรศัพท์ที่ติดตั้งใหม่จะเป็นระบบ SPC ทั้งหมด ส่วนระบบอื่นๆ นั้นยกเลิกผลิตแล้ว
วิวัฒนาการการสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย
เมื่อโทรศัพท์ มีการหมุนเลขหมายเพื่อโทรออก เครื่องโทรศัพท์จะสร้างสัญญาณขึ้นมาสัญญาณหนึ่งซึ่งสอดคล้องสัมพันธ์กับเลขหมายที่หมุนสัญญาณนี้ เรียกว่าสัญญาณไดอัล (Dial Signal) ซึ่งสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังชุมสายโทรศัพท์ เพื่อให้ชุมสายทำการตรวจสอบ ค้นหา และต่อผู้รับให้ สัญญาณที่ถูกส่งไปนี้ก็คือรหัสเลขหมายโทรศัพท์นั่นเอง โดยรหัสนี้เครื่องโทรศัพท์จะเป็นผู้สร้างขึ้นมาทันทีที่มีการหมุน แต่ในการสื่อสารผ่านอุปกรณ์เครือข่าย รหัสนี้จะถูกเปลี่ยนแปลงรูปแบบเพื่อใช้ในการสื่อสารในระยะทางไกล ซึ่งสามารถสรุปเป็นวิวัฒนาการการสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายได้ดังนี้
1. ระบบการสื่อสารอนาล็อกทั้งระบบ
ระบบการสื่อสารอนาล็อกทั้งระบบ เป็นระบบการสื่อสารแบบเก่า โดยจะส่งสัญญาณในการสื่อสารเป็นแบบต่อ เนื่อง ที่ทุกๆค่าที่เปลี่ยนแปลงไปของระดับสัญญาณจะมีความหมาย การส่งสัญญาณแบบนี้จะ ถูกรบกวนให้มีการแปลความหมายผิดพลาดได้ง่าย เนื่องจากค่าทุกค่าถูกนำมาใช้งาน ซึ่งสัญญาณแบบอนาล็อกนี้จะเป็นสัญญาณที่สื่อกลางในการสื่อสารส่วนมากใช้อยู่เช่น สัญญาณเสียงในสายโทรศัพท์ เป็นต้น ปัจจุบันได้มีการพัฒนาการสื่อสารแบบอนาล็อกจนประยุกต์ให้สามารถส่ง ข่าวสารได้ด้วย ปัญหาสำคัญสำหรับการสื่อสารแบบอนาล็อกก็คือเรื่องสัญญาณรบกวน แต่เนื่องจากสัญญาณในธรรมชาติทั้งหมดเป็นสัญญาณอนาล็อก จึงยังคงเห็นการพัฒนาของการสื่อสารแบบอนาล็อกในอยู่ปัจจุบัน
2. ระบบการสื่อสารกึ่งอนาล็อกกึ่งดิจิตอล
ระบบการสื่อสารกึ่งอนาล็อกกึ่งดิจิตอล จะการนำเครือข่าย IDN (Integrated Digital Network) มาใช้ในการสื่อสารซึ่งเป็นการรวมการส่งข้อมูลดิจิตอลกับระบบสวิทชิ่งดิจิตอลเข้าด้วยกัน ข้อมูลที่ผ่านเข้าสู่ สวิทชิ่งดิจิตอลของเครือข่ายจะต้องเป็นข้อมูลดิจิตอลเท่านั้น ดังนั้นข้อมูลอนาล็อกจากต้นทางจะต้องแปลงเป็นข้อมูลดิจิตอลก่อนด้วยการมอดูเลต (Modulate)แบบ PCM (Pulse Code Modulation) จากนั้นจึงมัลติเพล็กซ์ (Multiplex)สัญญาณ เป็นวิธี การรวมข้อมูลจากหลายๆ จุด แล้วส่งผ่านไปตามสายส่งเพียงสายเดียว โดยวิธีแบ่งตามเวลาหรือ TDM (Time Division Multiplex) จากนั้นข้อมูลที่เป็นดิจิตอลแล้วจะถูกส่งมายังสถานี สวิทชิ่งดิจิตอล เพื่อทำการจัดเส้นทางข้อมูลส่งต่อไปยังปลายทางต่อไป
3. ระบบการสื่อสารบริการร่วมดิจิตอล
ระบบการสื่อสารบริการร่วมดิจิตอล หรือเครือข่ายบริการร่วมระบบดิจิตอล (Integrated Service Digital Network : ISDN) หมายถึง การรวมสัญญาณเสียงดิจิตอล และข่าวสารดิจิตอลอื่น ๆ ส่งผ่านเครือข่ายระบบดิจิตอลไปพร้อม ๆ กัน จุดประสงค์หลักของการพัฒนาเครือข่าย ISDN คือลดค่าบริการและให้บริการการสื่อสารข่าวสารข้อมูล และเสียงในเครือข่ายโทรคมนาคมดิจิตอลสาธารณะ ที่ให้บริการสื่อสารข่าวสาร ข้อมูลทั่วโลกแก่ผู้ใช้บริการทุกประเภท ในเครือข่ายจะประกอบด้วยระบบ สวิทชิ่งแบบดิจิตอล สายสื่อสารดิจิตอล และเทคนิค สำหรับการสื่อสารดิจิตอล โดยอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายก็จะเป็นอุปกรณ์เฉพาะของระบบดิจิตอล ดังนั้นเครือข่าย ISDN จึงเป็นเครือข่ายแบบดิจิตอลโดยสมบูรณ์และครบวงจร (All - digital Network)
ปัจจัยที่ทำให้เกิดการใช้ VoIP
1. โอกาสที่จะติดต่อสื่อสารระหว่างประเทศ โดยผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต หรืออินทราเน็ต โดยมีราคาที่ถูกกว่าโครงข่ายโทรศัพท์ทั่วไป
2. การพัฒนารูปแบบการสื่อสารใหม่ๆ เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน โดยที่ส่วนหนึ่งถูกพัฒนาขึ้นให้สามารถใช้งานใน VoIP ทำให้สามารถติดต่อสื่อสารได้กว้างไกลมากขึ้น
3. การเป็นที่ยอมรับ และรับเอาคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้ในชีวิตประจำวัน ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาอย่างมากมาย รวมทั้งการเพิ่มจำนวนขึ้นของผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตในปัจจุบัน เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ VoIP ได้รับความนิยมในการติดต่อสื่อสาร
4. มีการใช้ประโยชน์จากระบบ Network ที่มีการพัฒนาให้ดียิ่งๆ ขึ้นไปในปัจจุบัน ให้สามารถใช้งาน ได้ทั้งในการส่งข้อมูล และเสียงเข้าด้วยกัน
5. ความก้าวหน้าทางด้านการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ ช่วยลดต้นทุนในการสร้างเครือข่ายของ VoIP ในขณะที่ ความสามารถ การให้บริการมีมากขึ้น ส่งผลให้ธุรกิจต่างๆ เข้ามาร่วมใน VoIP มากขึ้น
6. ความต้องการที่จะมีหมายเลขเดียวในการติดต่อสื่อสารทั่วโลก ทั้งด้านเสียง, แฟกซ์ และข้อมูล ถึงแม้ว่าบุคคลนั้น จะย้ายไปที่ใด ก็ตามก็ยังคงสามารถใช้หมายเลขเดิมได้ เป็นความต้องการของผู้ใช้งานและธุรกิจ
7. การเพิ่มขึ้นอย่างมากมายของการทำรายการต่างๆ บน E-Commerce ในปัจจุบัน ผู้บริโภคต่างก็ต้องการการ บริการที่มีคุณภาพ และมีการโต้ตอบกันได้ระหว่างที่กำลังใช้ อินเทอร์เน็ตอยู่ ซึ่ง VoIP สามารถเข้ามาช่วยในส่วนนี้ได้
8. การเติบโตอย่างรวดเร็วของ Wireless Communication ในปัจจุบัน ซึ่งผู้ใช้ในกลุ่มนี้ต้องการ การติดต่อสื่อสารที่ราคาถูกลง แต่มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน ดังนั้นตลาดกลุ่มนี้ถือว่า เป็นโอกาสของ VoIP
Voice over IP (VoIP) คือ
การที่นำสัญญาณเสียงมาผสมรวมเข้ากับสัญญาณข้อมูล เพื่อให้สามารถส่งผ่านไปบนระบบเครือข่ายด้วยโปรโตคอลที่มีอยู่อย่างแพร่หลาย คือ Internet Protocol หรือที่รู้จักกันทั่วไปในนาม IP ซึ่งโดยปกติจะใช้ IP ในการส่งสัญญาณข้อมูลเท่านั้น แต่ด้วยเทคโนโลยี VoIP นี้ ทำให้สามารถพัฒนาการสื่อสารผ่านสัญญาณเสียงให้สามารถสื่อสารผ่าน IP ได้ ทำให้เป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายในส่วนของเครือข่ายโทรศัพท์ได้มากขึ้นอีกด้วย ซึ่งการตดต่อสื่อสารทางโทรศัพท์แต่เดิมนั้นเป็นระบบ Analog ซึ่งเป็นความสิ้นเปลืองทั้งเวลาและการใช้อุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นการใช้สายโทรศัพท์เส้นหนึ่งต่อเชื่อมโทรศัพท์ต้นทางและปลายทาง พอระบบต่อเชื่อมโทรศัพท์ได้แล้วก็หมายความว่า การจราจรบนเส้นสายโทรศัพท์เส้นนี้ถูกจองทั้งถนน เพื่อให้สัญญาณโทรศัพท์ทั้งสองเครื่องนี้ใช้สนทนากัน เมื่อสนทนากันเสร็จเรียบร้อยก็วางสาย สายโทรศัพท์เส้นนี้ก็จะว่าง ก็หมายถึงถนนว่างแล้วให้รถยนต์คันอื่นวิ่งบ้าง ยกตัวอย่างนี้ให้เห็นว่าสมมติแบบนี้เป็นแบบ Analog แต่ถ้าเป็นระบบ digital ใช้ถนนแบบเดียวกัน เพียงแต่ว่ามีหลายเลน มีหลายช่องจราจร มีหลายระดับความเร็วแบ่งกันใช้ เมื่อเอาโทรศัพท์ที่สามารถใช้ระบบ IP Telephony มาต่อเชื่อมก็เหมือนกับว่าโทรศัพท์ 2 เครื่องต่อผ่านสายโทรศัพท์เส้นหนึ่ง แต่การส่งสัญญาณกันไปมาจะถูกแพ็คย่อแล้วก็ทยอยส่ง ช่วงว่างก็จะเป็นโอกาสให้ผู้อื่นส่งบ้าง เรียกว่าไปด้วยกัน แบ่งเลนกัน แบ่งเวลากัน ดังนั้นช่วงเวลาเท่าๆ กันระบบ IP Telephony สามารถคุยกันได้
Voice over IP (VoIP) ถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี 1996 ในนิตยสาร CTI Magazine (ปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น Communication Solutions Magazine). CTI หรือ Computer Telephony Integration Magazine ได้มีการวิจารณ์เกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ทำให้คอมพิวเตอร์และการโทรศัพท์สามารถทำงานร่วมกัน ซึ่งมีการใช้งานครั้งแรกในธุรกิจ Call Center โดยเป็นการทำงานร่วมกับเครื่องตอบรับโทรศัพท์อัตโนมัติ
VOIP Technology
สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งจากการเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้ระบบ IP Telephony คือ ส่วนบริการและฟังก์ชันต่างๆ (Voice services) ของเครือข่ายเสียงแบบเดิมเช่น Call forwarding, Call blocking, Conference call, etc. ยังคงมีความต้องการใช้งานอยู่และระบบ IP Telephony ต้องสามารถรองรับฟังก์ชันเหล่านี้ได้ด้วยซึ่งจะอาศัยส่วนประกอบต่างๆในระบบเช่น Call server, Gatekeeper และ Gateway เป็นต้น อย่างไรก็ตามระบบเครือข่ายเสียงรูปแบบเดิมก็คงต้องมีและถูกใช้งานอยู่ ดังนั้นการพัฒนาไปสู่ระบบ IP Telephony นั้นจะต้องใช้เวลาพอสมควรและอาจทำให้ต้องใช้งานทั้งสองระบบไปพร้อมๆ กัน ซึ่งแนวทางของเทคโนโลยีในการใช้งานของระบบ VOIP แบ่งออกได้เป็น 2 ทางหลัก คือ
- การให้เครือข่าย IP เดิมมีส่วนที่เชื่อมต่อกับระบบสัญญาณเสียง (Voice-enabled IP network) โดยใช้ Voice interface บนอุปกรณ์เครือข่าย IP
- การพัฒนาระบบเครือข่าย PBX เดิมด้วยการเพิ่มเติม IP Interface ให้เป็น IP-enabled PBX เพื่อสามารถรับส่งสัญญาณเสียงเข้าไปใน IP network ได้
แนวทางของการพัฒนาเทคโนโลยีในการใช้งานระบบ VOIP แบบระบบเครือข่าย PBX จะมีประโยชน์มากกว่าคือ สามารถใช้งานระบบเครือข่ายเสียงได้ และฟังก์ชันที่มีประโยชน์ต่างๆ มากมายบน PBX ก็ยังคงทำงานได้เป็นปรกติ โดยระบบ PBX จะมองเครือข่าย IP เป็นเพียงเส้นทางรับส่งสัญญาณทางหนึ่งเท่านั้น มีส่วนติดต่อกับผู้ใช้งาน (User Interface) ที่เหมือนกับระบบเครือข่าย PBX เดิม ซึ่งผู้ใช้มีความคุ้นเคยดีอยู่แล้ว และไม่ต้องเรียนรู้การใช้งานใหม่ ซึ่งระบบ IP-enabled PBX สามารถรับประกันคุณภาพของสัญญาณเสียงได้ โดยจะมีกลไกในการตรวจสอบเครือข่ายก่อนที่จะส่งข้อมูลเสียงออกไป และจะเปลี่ยนเส้นทางในกรณีที่เกิดความหนาแน่นของเส้นทางเดิม เช่น ถ้าเครือข่าย IP ข้อมูลหนาแน่นก็จะเปลี่ยนการส่งข้อมูลเสียงออกไปทาง ISDN หรือ Frame relay เป็นต้น
รูปแบบการใช้งานของ VoIP
สำหรับรูปแบบบริการของ Voice over IP สามารถทำได้หลายวิธี ดังนี้
1. จากเครื่องคอมพิวเตอร์ไปสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ (PC-to-PC) โดยวิธีการนี้จำเป็นต้องอาศัยเครื่อง
คอมพิวเตอร์ทั้งต้นทางและปลายทาง พร้อมทั้งติดตั้งโปรแกรมเดียวกัน หรือติดตั้งโปรแกรมที่สามารถใช้งานร่วมกันได้ ซึ่งรูปแบบนี้เป็นวิธีการสื่อสารที่ไม่ต้องเสียค่าบริการโทรศัพท์แต่อย่างใดเลย และต้องนัดแนะเวลาในการใช้อินเทอร์เน็ตในเวลาเดียวกันเนื่องจากไม่สามารถส่งสัญญาณเรียกไปยังคอมพิวเตอร์ที่ปิดอยู่ได้
2. จากเครื่องคอมพิวเตอร์สู่เครื่องโทรศัพท์ (PC-to-Phone) เป็นรูปแบบที่ใช้ได้กับผู้ใช้ต้นทางที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์และโปรแกรมโทรศัพท์ โดยผู้รับปลายทางนั้นใช้เครื่องโทรศัพท์ธรรมดา แต่วิธีนี้ต้องอาศัยผู้ให้บริการในการเชื่อมต่อระบบอินเตอร์เน็ตเข้ากับระบบเครือข่ายโทรศัพท์ท้องถิ่น (Internet Telephone Service Provider หรือ ITSP) โดยผู้ใช้บริการต้องเสียค่าบริการตามเวลาที่ใช้งานจริง
3. จากเครื่องโทรศัพท์สู่เครื่องคอมพิวเตอร์ (Phone-to-PC) วิธีการนี้ใช้หลักการเช่นเดียวกันกับ PC-to-Phone แต่ต้นทางจะเป็นเครื่องโทรศัพท์ธรรมดา ขณะที่ปลายทางนั้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ และโปรแกรมโทรศัพท์แทน ซึ่งผู้ใช้งานต้องเสียค่าบริการตามที่ใช้งานจริงเช่นเดียวกัน และต้องนัดแนะเวลาในการใช้เนื่องจากไม่สามารถส่งสัญญาณเรียกไปยังคอมพิวเตอร์ที่ปิดอยู่ได้
4. จากเครื่องโทรศัพท์สู่เครื่องโทรศัพท์ (Phone-to-Phone) เป็นวิธีที่ผู้ใช้โทรศัพท์สามารถเรียกไปยัง
โทรศัพท์อีกเครื่องหนึ่งได้เหมือนในกรณีทั่วๆ ไป แต่สัญญาณจะถูกแปลงให้อยู่ในรูปข้อมูล IP แล้วส่งผ่านเครือข่ายสัญญาณข้อมูลบนอินเทอร์เน็ต โดยกรณีนี้จะได้คุณภาพเสียงคมชัด และผู้ใช้มารถใช้โทรศัพท์ได้ตามปกติไม่ต้องนัดแนะเวลาในการใช้ เนื่องจากไม่ต้องส่งสัญญาณเรียกไปยังคอมพิวเตอร์ ทำให้สะดวกต่อการใช้งาน
องค์ประกอบของ VoIP
1. Software Client หรือ IP Telephony อาจจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการติดตั้งโปรแกรมสื่อสารไอพี หรืออุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบขึ้นมา สำหรับการใช้งานโทรศัพท์ผ่านระบบอินเตอร์เน็ตโดยเฉพาะ หรือเครื่องโทรศัพท์แบบไอพี (IP Phone)
2. Telephony applications เป็น Application ที่สร้าง Value added ให้กับระบบเครือข่าย IP Telephony ที่มีการใช้งานร่วมกันทั้งข้อมูลเสียงและข้อมูลอื่นๆ ตัวอย่างของ Application เหล่านี้เช่น
- Unified Messaging เป็น Application ที่รวมการทำงานของ Voice mail, Email และ Fax mail เข้าไว้ด้วยกัน เพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้งานของ User
- Call Center เป็น Application ที่มีไว้เป็นศูนย์กลาง เพื่อให้ผู้ใช้ที่ต้องการทราบข้อมูลต่างๆ ติดต่อเข้ามาหรือเพื่ออำนวยความสะดวกการให้บริการอื่นๆ
- Interactive Voice Response (IVR) ในขณะที่ผู้ใช้งานทั่วไปต้องการทำรายการต่างๆ ผ่านทางโทรศัพท์ เช่น Phone-Banking ซึ่งผู้ใช้จะต้องโทรเข้ามาที่อุปกรณ์ IVR นี้ แล้วอุปกรณ์จะแปลงสัญญาณโทรศัพท์ (Tone) ให้เป็นข้อมูลซึ่งส่งต่อไปยัง Application ปลายทางของระบบ
3. VoIP Gateway เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการแปลงสัญญาณเสียงให้เป็นข้อมูลเสียงที่สามารถวิ่งอยู่บนเครือข่ายข้อมูลแบบ IP ได้ ซึ่งเป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องโทรศัพท์ตู้ชุมสายโทรศัพท์ กับระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ตอย่างเครือข่ายไอพี ซึ่งการจะใช้งานระบบโทรศัพท์ไอพีต้องอาศัยอุปกรณ์นี้เป็นตัวกลางก่อนโดยสามารถแบ่งชนิดของ gateway ได้คือ
- IP-enabled PBX เป็น PBX ที่ใช้รับส่งข้อมูลเสียงผ่านเครือข่าย IP network ซึ่ง gateway แบบนี้สามารถใช้คุณลักษณะเดิมของระบบ PBX ได้เช่น Call routing, Trunk selection, Call forwarding to remote worker, และอื่นๆ อีกมากมายบนระบบเครือข่าย PBX
- Telephony router & access device หรืออุปกรณ์ Switching เป็น gateway เพื่อรองรับการใช้งานข้อมูลเสียง ซึ่งการบริหารความสำคัญและจัดสรร Bandwidth ให้กับข้อมูลทั่วไปและข้อมูลเสียงจะขึ้นอยู่กับคุณลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์นั้นๆ เช่น RSVP, Weight Fair Queuing เป็นต้น
4. Gatekeeper เป็นเครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับระบบ Internet ใช้เป็นฐานข้อมูลของหมายเลข IP, หมายเลขโทรศัพท์ และบอกทิศทางที่ถูกต้องในการที่จะติดต่อกันระหว่างหมายเลขหนึ่งไปอีกหมายเลขหนึ่ง และเป็นตัวกลางที่ใช้บริหารจัดการและควบคุมการให้บริการของ VoIP Gateway กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งซอฟท์แวร์สำหรับใช้งาน VoIP หรือเครื่องโทรศัพท์แบบไอพี
ขั้นตอนการทำงานของ VoIP
1. เมื่อผู้พูดโทรศัพท์จากเครื่องโทรศัพท์ธรรมดา หรือพูดผ่านไมโครโฟนที่ถูกต่อเข้ากับการ์ด เสียงของเครื่องคอมพิวเตอร์คลื่นสัญญาณเสียง แบบ อนาล็อกก็จะได้รับการแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล จากนั้นจะถูกบีบอัดด้วยตัวถอดรหัสผ่านอุปกรณ์ PBX (Private Box Exchang) หรือ VoIP Gateway
2. เมื่อผ่าน VoIP Gateway แล้วก็จะถูกส่งต่อไปยัง Gatekeeper เพื่อค้นหาเครื่องปลายทางที่จะรับการติดต่อ เช่น หมายเลขไอพี หมายเลขโทรศัพท์ เป็นต้น แล้วแปลงเป็นแพ็กเกจข้อมูลส่งออกไปบนระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เพื่อส่งให้กับผู้รับปลายทางต่อไป
3. เมื่อ Packet เหล่านั้นไปถึงด้านปลายทาง ข้อมูล Header เหล่านี้จะถูกแยกออกเพื่อให้เหลือแค่ Voice Frame หลังจากนั้นก็จะทำการแปลงสัญญาณ Digital PCM ให้กลับมาเป็นสัญญาณรูปแบบ Analog ที่เป็นสัญญาณเสียงที่ได้ยินกันอีกครั้งหนึ่ง
ฟังก์ชันการทำงานของระบบ VoIP
- Addressing/Directories ผู้ใช้ปลายทางจำเป็นจะต้องมองเห็นเบอร์โทรศัพท์และ IP Address เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เป็นเครื่องมือสื่อสารด้วยเสียงอาจต้องมีเบอร์โทรศัพท์ และโทรศัพท์ที่สามารถใช้ IP จะต้องมี IP Address และการให้บริการ Internet Directory จะต้องแสดงความสัมพันธ์ของ IP Address และเบอร์โทรศัพท์ด้วย
- Authentication/Encryption VoIP รับประกันความปลอดภัยของระบบโทรศัพท์โดยการใช้บริการความปลอดภัยของ TCP/IP การโทรเรียกแบบส่วนตัวกระทำโดยการใช้ encryption
- Configuration Management Interface ที่ใช้งานง่ายเป็นสิ่งจำเป็นในการจัดเรียงอุปกรณ์ มีพารามิเตอร์และตัวเลือกเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยมากมาย ตัวอย่างเช่น telephony protocols, การเลือกอัลกอริทึมที่ใช้บีบอัดสัญญาณ, access control, คุณสมบัติของการหันมาอาศัยชุมสายโทรศัพท์, การจัดเรียง port และ เครื่องจับเวลา Internet
- การจัดการข้อผิดพลาด (Fault Management) ในการบริการและจัดการเครือข่ายต้องใช้อุปกรณ์ต่างๆ หลากชนิดและหลายยี่ห้อ ทำให้มีส่วนของการทำงานร่วมกับระบบจัดการเครือข่าย ซึ่งเรียกว่า เอเจนต์ (Agent) เอเจนต์เป็นส่วนของซอฟต์แวร์ที่อยู่ในอุปกรณ์ต่างๆ ที่เชื่อมอยู่ในเครือข่ายโดยมีคอมพิวเตอร์หลักเป็นตัวจัดการและบริหารเครือข่าย เพื่อความสะดวกในการจัดการโทรศัพท์ และจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบต่างๆ เช่น การบัทึกข้อผิดพลาดของระบบ, การบันทึกบทสนทนา
- การคิดบัญชี/การคิดเงิน (Accounting/Billing) VoIP gateways มีหน้าที่นับจำนวนครั้งที่โทรสำเร็จและไม่สำเร็จ รายระเอียดเกี่ยวกับ call เช่น เวลาที่เริ่ม และยกเลิก call, เบอร์ที่หมุน, IP Address ของต้นสายกับปลายสาย, Packet ที่ส่งและได้รับ เป็นต้น จะถูกบันทึกไว้ ข้อมูลเหล่านี้จะถูกดำเนินการโดย accounting packages ภายนอกซึ่งถูกใช้สำหรับ PSTN call ผู้ใช้ปลายทางไม่จำเป็นต้องได้รับใบเสร็จรับเงินหลายใบ
คุณสมบัติสำคัญของ VoIP เมื่อเทียบกับระบบโทรศัพท์แบบเดิม
ระบบโทรศัพท์แบบเดิม
ระบบโทรศัพท์แบบเดิมที่ใช้งานผ่านตู้สาขา (PBX) ช่วยให้องค์กรสามารถใช้คู่สายโทรศัพท์ที่มีอยู่อย่างจำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยสามารถแจกจ่ายเบอร์ต่อให้กับผู้ใช้งานได้มากกว่าคู่สายจริง เปรียบเสมือนการแบ่งใช้คู่สายโทรศัพท์ โดยมี PBX เป็นตัวจัดการ โดยมีคุณสมบัติพิเศษต่างๆ ของระบบโทรศัพท์ คือ โอนสายและวอยซ์เมล์
ระบบโทรศัพท์แบบ VoIP
ระบบ VoIP เป็นเสมือนชุดแอพพลิเคชั่นสำหรับการติดต่อสื่อสารด้วยสียง ผ่านเครือข่ายข้อมูลแบบ IP โดยระบบมีคุณสมบัติของระบบฝากข้อความระบบอิเล็กทรอนิกเมล์และระบบแฟกซ์ไว้ด้ายกัน โดยมีคุณสมบัติการทำงาน ดังนี้
• สามารถโอนสายไปยังโทรศัพท์เครื่องอื่น หรือระบบวอยซ์เมล์อัตโนมัติ ในกรณีในกรณีไม่มีผู้รับสาย
• สามารถติดต่อผู้รับสายได้โดยตั้งลำดับการรับสายได้ เช่น เริ่มจากเครื่อง IP Phone ที่โต๊ะทำงาน, โทรศัพท์มือถือ และเบอร์ที่บ้าน หากยังไม่มีการรับสายอีกก็สามารถส่ง Massage ไปยัง E-Mail หรือโทรศัพท์มือถือ
• สามารถแสดงเบอร์โทรศัพท์ หรือ IP Address เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เป็นเครื่องมือสื่อสาร ให้ผู้รับสายมองเห็นเบอร์ของคู่สนทนาได้
• สามารถใช้งานโทรศัพท์ผ่านทางเครื่อง IP Phone หรือคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต
• สามารถตรวจข้อความ E-Mail, Voice Mail, Fax ผ่านแอพพลิเคชั่นบนเครื่องคอมพิวเตอร์
• สามารถรับ-ส่งแฟกซ์ผ่านเครื่องแฟกซ์หรือแอพพลิเคชั่นบนเครื่องคอมพิวเตอร์
ข้อดีของการนำเทคโนโลยี VoIP มาใช้งาน
1. Cost Savings: การนำเทคโนโลยี VoIP มาใช้งานนั้น สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลที่มีอยู่แล้ว เช่น อุปกรณ์ Router หรือ Switch ทำให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้ เนื่องจากสามารถนำอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิมมาใช้งานได้ และถ้าหากมีการนำเทคโนโลยี VoIP มาประยุกต์ใช้งานในลักษณะการสื่อสารระยะทางไกล เช่น ต่างจังหวัด หรือต่างประเทศ ก็จะทำให้สามารถประหยัดค่าบริการทางไกลของระบบโทรศัพท์แบบปกติได้อีกด้วย
2. Increase Productivity: การนำเทคโนโลยี VoIP มาใช้งานนั้น จะทำให้สามารถนำอุปกรณ์ที่มีการใช้งานอยู่แล้ว เช่น อุปกรณ์ Router, Switch หรือแม้กระทั่งตู้ PBX นำมาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์เพิ่มขึ้นจากที่เป็นอยู่เดิม ซึ่งถือเป็นการนำอุปกรณ์เดิมมาใช้ประโยชน์ให้สูงสุดด้วย
3. Improved Level of Services: สำหรับองค์กรที่นำเทคโนโลยี VoIP ไปใช้งานเพื่อเป็นการติดต่อสื่อสารกันระหว่างสาขาที่อยู่ในระยะทางไกลกันนั้น จะทำให้องค์กรได้ประโยชน์ในแง่ของข้อมูลข่าวสารต่างๆ ระหว่างองค์กรมากยิ่งขึ้น เนื่องจากมีการสื่อสารแลกเปลี่ยนข่าวสารกันระหว่างสาขาขององค์กรมากยิ่งขึ้น
โดยที่ไม่ต้องกังวลในเรื่องของค่าใช้จ่ายของการสื่อสารทางไกลอีกต่อไป ทำให้แต่ละสาขาได้รับข่าวสารข้อมูลล่าสุดขององค์กรอย่างทันท่วงที และไม่ต้องมีการรอ ซึ่งอาจนำมาซึ่งการล่าช้าในการปฏิบัติงานและการบริการ
4. Reduce Operating Expenses: การนำ VoIP มาใช้งานนั้น ทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในด้านต่างๆ ได้อย่างที่อาจจะไม่รู้ตัว ไม่ว่าจะเป็นค่าใช้จ่ายทางด้านค่าบริการโทรศัพท์ทางไกล ซึ่งถือเป็นปัจจัยสำคัญที่มีการนำเทคโนโลยี VoIP นี้มาใช้งาน หรือรวมทั้งการที่สามารถลดค่าใช้จ่ายทางด้านบุคลากรที่จะมาดูแลในเรื่องของการให้บริการทางโทรศัพท์ได้อีกด้วย เพราะสามารถใช้แค่คนคนเดียวเพื่อให้บริการลูกค้าผ่านระบบโทรศัพท์กลางขององค์กรและเชื่อมต่อไปยังสาขาต่างๆ ด้วยเทคโนโลยี VoIP
ข้อจำกัดของ VoIP
ถึงแม้ว่า VoIP จะมีประโยชน์หรือข้อดีหลายอย่าง แต่อย่างไรก็ตาม ระบบ VoIP ก็ยังมีจุดอ่อนและข้อบกพร่องอยู่หลายประการ ได้แก่
1. ความน่าเชื่อถือได้ของ VoIP ยังต้องมีการพิสูจน์และถือว่าเป็นข้อจำกัดที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งที่ด้อยกว่า โครงข่ายชุมสายโทรศัพท์ (PSTN) ในปัจจุบัน
2. ปัจจุบันยังไม่มีมาตรฐานที่แน่นอน ซึ่งทำให้มีปัญหาในการพัฒนา
3. ในการลงทุนที่จะเปลี่ยน มาเป็นระบบ VoIP ยังคงมีราคาที่สูงอยู่ ซึ่งก็คือ ค่าใช้จ่ายใน Port ของ IP และ อุปกรณ์สำหรับระบบ VoIP เมื่อเทียบเคียงกับโครงข่ายชุมสายโทรศัพท์ (PSTN)
4. IP Telephony สามารถเติบโตได้ เนื่องจากอัตราของราคาที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโครงข่ายชุมสายโทรศัพท์ (PSTN) ดังนั้นหากโครงข่ายชุมสายโทรศัพท์ (PSTN) ลดราคาลงมาก็ทำให้ VoIP ไม่ได้เปรียบอีกต่อไป
5. ในการที่จะเปลี่ยนระบบจาก PSTN มาเป็น VoIP นั้น จำเป็นที่จะต้องอาศัยผู้จำหน่ายอุปกรณ์ และผู้ติดตั้งระบบ VoIP ที่มีความรู้ ความชำนาญมากเพียงพอที่จะสนับสนุนระบบได้
6. การขาดมาตรฐานของอุปกรณ์โครงข่าย ทำให้การเจริญเติบโตไม่เร็วเท่าที่ควร เพราะไม่อาจตัดสินใจได้ว่าจะเลือกอุปกรณ์ของค่ายใดที่สามารถรองรับการทำงานได้ดีที่สุด
7. อุปสรรคสำคัญอย่างหนึ่งคือ เรื่องกฎหมายการโทรศัพท์ผ่าน Internet Protocol ได้อย่างถูกกฎหมายยังไม่ชัดเจน ทำให้มีผู้ให้บริการติดตั้งโทรศัพท์ผ่าน Internet Protocol ที่ถูกกฎหมายเพียงเจ้าเดียวคือ CAT
การประยุกต์ใช้ VoIP ในองค์กร
สำหรับการใช้งานเทคโนโลยี VoIP นั้น จริงๆ แล้วทุกๆ องค์กรสามารถนำเทคโนโลยีนี้มาประยุกต์ใช้งานได้ แต่สำหรับกลุ่มเป้าหมายที่น่าจะได้รับประโยชน์จากการนำเทคโนโลยี VoIP มาประยุกต์ใช้งาน ได้แก่ กลุ่มธุรกิจขนาดย่อม หรือ SME (Small/Medium Enterprise) และกลุ่ม ISP (Internet Service Provider) ต่างๆ
- สำหรับกลุ่มธุรกิจ SME อาจจะต้องเป็นกลุ่มที่มีระบบเครือข่ายข้อมูลของตนเองอยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นเครือข่าย Leased Line, Frame Relay, ISDN หรือแม้กระทั่งเครือข่าย E1/T1 ก็ตาม รวมถึงมีระบบตู้สาขาโทรศัพท์ในการใช้งานด้วย การนำเทคโนโลยี VoIP มาใช้งานนั้นจะทำให้องค์กรลดค่าใช้จ่ายในการใช้งานการสื่อสารสัญญาณเสียงไปได้อย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นค่าโทรศัพท์ทางไกลต่างจังหวัด หรือรวมถึงค่าโทรศัพท์ทางไกล ต่างประเทศด้วยถ้าหากองค์กรนั้นมีสาขาอยู่ในต่างประเทศด้วย แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นการที่องค์กรใดจะนำเทคโนโลยี VoIP มาประยุกต์ใช้งานนั้น ก็ต้องขึ้นอยู่กับจำนวนการใช้งานสัญญาณเสียงผ่านระบบโทรศัพท์ด้วยว่ามีการใช้งานมากน้อยแค่ไหน คุ้มค่าแก่การลงทุนในการพัฒนานำเทคโนโลยี VoIP มาใช้หรือไม่
- สำหรับกลุ่มธุรกิจ ISP นั้นสามารถที่จะนำเทคโนโลยี VoIP นี้มาประยุกต์ใช้งานเพื่อเป็นการเพิ่มโอกาสในธุรกิจของตนเองมากยิ่งขึ้น โดยทาง ISP ต่างๆ นั้นสามารถให้บริการ VoIP เพื่อเป็นบริการเสริมเพิ่มเติมขึ้นมาจากการให้บริการระบบเครือข่าย Internet แบบปกติธรรมดา หรือที่เรียกว่า Value Added Services ซึ่งถือว่าเป็นการสร้างความแตกต่างและเพิ่มทางเลือกในการให้บริการกับกลุ่มลูกค้าด้วย
บริการที่เหมาะสม เชื่อถือได้ ระบบที่จะเลือกใช้ควรมีความยืดหยุ่นสามารถพัฒนาไปในแนวทางที่องค์กรต้องการได้ในอนาคต นอกจากนี้ผู้เขียนยังได้ทิ้งท้ายว่า เป็นการเร็วเกินไปที่องค์กรจะเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยี VoIP อย่างเต็มรูปแบบ
บทสรุป
ในปัจจุบันการใช้บริการโทรศัพท์แบบเสียง หรือโครงข่ายชุมสายโทรศัพท์ (PSTN) มีแนวโน้มของการเจริญเติบโตค่อนข้างต่ำ ในขณะที่อัตราการใช้โทรศัพท์แบบข้อมูลมีการเติบโตมากขึ้น อันเนื่องจากการใช้งานที่แพร่หลายในทั่วโลก และนับจากที่เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตได้พัฒนามาจนกระทั่งระบบโทรศัพท์บนอินเทอร์เน็ต (VoIP) ได้กลายเป็นทางเลือกใหม่ให้กับผู้ใช้บริการ ซึ่งมีแนวโน้มจะเข้ามามีส่วนแบ่งของตลาดในอนาคต โดยจุดแข็งอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดเจนคือ ราคาค่าบริการที่จะต่ำกว่า เช่น ค่าบริการโทรศัพท์ทางไกล หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับค่าบริการทางไกลต่างประเทศ ซึ่งระบบโทรศัพท์ไอพีจะเก็บค่าบริการเท่ากับค่าบริการที่ระบบโทรศัพท์ธรรมดาโทรในพื้นที่ที่ต่อเข้ากับเซิร์ฟเวอร์รวมกับค่าบริการรายเดือนที่ต้องจ่ายให้กับ ISP เท่านั้น จุดอ่อนของ VoIP คือ ปัจจุบันยังไม่มีมาตรฐานของ VoIP ที่แน่นอน ซึ่งอาจจะทำให้มีปัญหาในการพัฒนาทางเทคโนโลยีต่อไปได้ และการใช้งาน VoIP นั้นมีการลงทุนในระบบค่อนข้างสูง แต่ยังสามารถแข่งขันได้ในเรื่องของอัตราค่าบริการที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโครงข่ายโทรศัพท์ ดังนั้น หากโครงข่ายโทรศัพท์ ลดราคาลงมาก็ทำให้ VoIP ไม่ได้เปรียบอีกต่อไป สุดท้ายการขาดมาตรฐานของอุปกรณ์โครงข่าย ทำให้การเจริญเติบโตของ VoIP ไม่เร็วเท่าที่ควร เพราะไม่อาจตัดสินใจได้ว่าจะเลือกอุปกรณ์ของค่ายใด ในเร็วๆ นี้ คงจะมีความก้าวหน้ามากขึ้น
ทิศทางในการพัฒนาเทคโนโลยีของ VoIP
จากวิวัฒนาการการสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 รูปแบบ ในแต่ละช่วงเวลาพบว่าการพัฒนารูปแบบของการสื่อสารในช่วงแรกคือ การสื่อสารแบบอนาล็อกทั้งระบบนั้น ใช้เวลาในการพัฒนานานมากกว่าจะกลายมาเป็นการรูปแบบในยุคที่ 2 คือระบบการสื่อสารกึ่งอนาล็อกกึ่งดิจิตอล มีการปรับปรุง และพัฒนาคุณภาพในการส่งสัญญาณ โดยแปลงสัญญาณจากระบบอนาล็อก เป็นแบบดิจิตอลก่อนที่จะมีการส่งข้อมูลเหล่านั้นไปในระบบเครือข่าย และจะมีการแปลงมาเป็น สัญญาณระบบอนาล็อกอีกครั้งเพื่อให้โทรศัพท์ปลายทางสามารถเข้าใจข้อมูลต่างที่ส่งมาได้ ซึ่งจะเห็นได้ว่าจากการเริ่มต้นส่งสัญญาณในยุคแรก ใช้เวลาถึง 60 ปี กว่าที่จะมีการเปลี่ยนรูปแบบในการสื่อสารแบบกึ่งอนาล็อกกึ่งดิจิตอล ยุคที่ 3 การพัฒนาของระบบการส่งสัญญาณเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมาก เพียงในระยะเวลา 10 ปี รูปแบบของการสื่อสารการพัฒนาเป็นแบบการสื่อสารบริการร่วมดิจิตอล โดยการติดต่อสื่อสารเกือบทั้งหมดจะติดต่อกันด้วยสัญญาณดิจิตอล เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยี และเป็นยุคที่อินเตอร์เน็ทกำลังเติบโต ทำให้มีความต้องการในการติดต่อสื่อสารโดยสามารถส่งข้อมูลต่างๆได้นอกเหนือจากข้อมูลเสียงผ่านทางระบบเครือข่าย ซึ่งจะเห็นได้ว่าทิศทางในการพัฒนาการสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย สามารถเขียนได้อยู่ในรูปของ S- Curve ซึ่งการพัฒนาในยุคที่ 2 และ 3 มีการพัฒนาที่รวดเร็ว และใช้เวลาสั้นมาก หากจะเปรียบเทียบกับ S- Curve ก็จะอยู่ในช่วงของกึ่งกลางของ S- Curve ซึ่งเป็นช่วงที่เทคโนโลยีกำลังมีการพัฒนา ยังสามารถใช้เป็นฐานในการพัฒนาต่อยอดทางเทคโนโลยีต่อไปได้
เทคโนโลยีของ VoIP เป็นเทคโนโลยีที่รวมเอาความสามารถของระบบการสื่อสารแบบเดิมที่มีอยู่แล้ว รวมเข้ากับเทคโนโลยีของการส่งผ่านข้อมูลของคอมพิวเตอร์ เป็นการนำสัญญาณเสียงมาผสมรวมเข้ากับสัญญาณข้อมูล เพื่อให้สามารถส่งผ่านไปบนระบบเครือข่ายด้วยโปรโตคอลที่มีอยู่ คือ Internet Protocol หรือที่รู้จักกันทั่วไปในนาม IP ซึ่งโดยปกติจะใช้ IP ในการส่งสัญญาณข้อมูลเท่านั้น แต่ด้วยเทคโนโลยี VoIP นี้ ทำให้สามารถพัฒนาการสื่อสารผ่านสัญญาณเสียงให้สามารถสื่อสารผ่าน IP ได้ ซึ่งนับว่าเป็นการต่อยอดของเทคโนโลยี ทางด้านการสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย ด้วยความสามารถที่เพิ่มขึ้น และค่าใช้จ่ายที่มีราคาถูก เมื่อเทียบกับระบบการสื่อสารแบบเดิม จะทำให้เทคโนโลยีของ VoIP การยอมรับและอาจจะเป็นการสร้างมาตรฐานใหม่ในการติดต่อสื่อสารของข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายขึ้นมาก็เป็นได้
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)