Message

• คุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบอะโรมาติกโค้ง

  คุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบอะโรมาติกโค้ง

  read more

  สารประกอบอะโรมาติก เช่น เบนซีน แสดงปฏิกิริยาและคุณสมบัติทางกายภาพที่มีลักษณะเฉพาะเนื่องจากความเป็น อะโรมาติก ซึ่งอิเลกตรอนพาย (Pi-electrons) จะกระจายไปทั่วทั้งโมเลกุลในแนวแบนราบ ดังนั้นความแบนราบ (Planarity) ของโมเลกุลจึงเป็นหนึ่งคุณสมบัติสำคัญของสารประกอบอะโรมาติก แล้วถ้าสารประกอบอะโรมาติกนั้นเกิดมีความโค้งงอ บิดรูป หรือไม่เป็นระนาบ จะส่งผลให้ปฏิกิริยาหรือคุณสมบัติทางกายภาพมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร จากข้อสงสัยนั้น เราได้ทำการศึกษาคุณลักษณะของสารประกอบอะโรมาติกทรงกลมคือ ฟลูเลอรีน (Fullerenes) และ สารประกอบอะโรมาติกรูปทรงถ้วยหรือBuckybowls โดยในกรณีของ Buckybowls นั้น นอกจากจะแสดงคุณสมบัติเฉพาะหลายประการที่เป็นลักษณะเฉพาะของสารประกอบอะโรมาติกที่โค้งแล้ว เรายังคาดการณ์ว่าสารประกอบนี้อาจเป็นวัสดุเฉพาะที่มีคุณสมบัติอื่นอีก ซึ่งเป็นคุณสมบัติใหม่ที่ไม่สามารถพบได้ในสารประกอบอะโรมาติกแบบแบนราบอีกด้วย เราเป็นนักวิจัยกลุ่มแรกที่ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ Sumanene ที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนและไฮโดรเจนซึ่งจัดเป็นสารประกอบหนึ่งในพวก Buckybowls ปัจจุบันเราได้ทำการศึกษาวิธีใหม่ๆในการสังเคราะห์และศึกษาคุณสมบัติของสารประกอบ Buckybowls หลายๆชนิด และพัฒนาสารประกอบเหล่านั้นให้เป็นวัสดุที่ใช้งานในด้านต่างๆ
  ตัวอย่างของงานวิจัยที่กำลังดำเนินการได้แก่

  • · สังเคราะห์สารตัวใหม่และสาร Supramolecules ที่มี Sumanene เป็นองค์ประกอบและศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ
  • · นหาวิธีสังเคราะห์สาร Buckybowl ใหม่ๆโดยเฉพาะ Buckybowl ที่ประกอบไปด้วยหลากหลายอะตอม
  • · ค้นหาวัสดุใหม่โดยใช้ประโยชน์จากหน้าสองด้านที่เหมือนกันจากพื้นผิวเว้า (Concave) และพื้นผิวนูน (Convex) ของ Buckybowls (Janus Nature)
  • · ศึกษาการเตรียมโลหะคอลลอยด์โดยใช้สารประกอบของฟลูเลอรีนที่ละลายน้ำได้เพื่อใช้งานในด้านของตัวเร่งและวัสดุต่างๆ

  

  

• คุณสมบัติทางเคมีของโลหะนาโนคลัสเตอร์

  คุณสมบัติทางเคมีของโลหะนาโนคลัสเตอร์

  read more

  เมื่อขนาดของโลหะเล็กลงจากขนาดใหญ่ไปยังขนาดนาโนเมตร หรือ Clusters คุณสมบัติของโลหะจะแตกต่างอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น ทองคำ (Gold) เป็นหนึ่งในโลหะที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นกับอากาศ) และมีความแวววาวเมื่อเป็นชิ้นโลหะ แต่ทองคำจะแสดงคุณสมบัติความเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นกับอากาศที่ดีมากเมื่อมันมีขนาดเล็กลงเป็นนาโนเมตร ดังนั้นคุณสมบัติในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆของโลหะจะเกิดขึ้นเมื่ออยู่ในสภาพของ Clusters ซึ่งจะไม่พบปรากฏการณ์นี้ในชิ้นโลหะขนาดใหญ่
  นอกจากนี้เรายังสามารถสร้างโลหะผสมคลัสเตอร์ได้ (Metal Alloy Cluster) โดยการผสมโลหะหลายๆชนิดในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน โดยที่โลหะผสมคลัสเตอร์นั้นจะแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างจากคลัสเตอร์ที่เป็นโลหะชนิดเดียว หรืออาจเรียกว่างานของเรานั้น เปรียบเสมือนกับนักเล่นแร่แปรธาตุสมัยใหม่ก็ว่าได้
  แต่ทว่าโลหะคลัสเตอร์เหล่านี้พยายามที่จะรวมตัวกลายเป็นโลหะชิ้นใหญ่ (Agglomeration) เราจึงจำเป็นต้องทำให้โลหะคลัสเตอร์เหล่านี้มีความเสถียรมากขึ้น (Stabilize) โดยการใช้สารป้องกัน (Protective agent) ซึ่งเราค้นพบว่าสารป้องกันเหล่านี้มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงธรรมชาติของคลัสเตอร์เป็นอย่างมาก ปัจจุบันเราทำการศึกษาการพัฒนาตัวเร่งโลหะคลัสเตอร์ใหม่ๆที่เกี่ยวข้องกับเคมีสีเขียว (Green Chemistry) โดยใช้วิธีสังเคราะห์ที่หลากหลาย และการเลือกใช้สารป้องกันที่เป็นสารโพลิเมอร์
  ตัวอย่างของงานวิจัยที่กำลังดำเนินการได้แก่

  • · พัฒนาปฏิกิริยาใหม่ๆที่ใช้โลหะผสมคลัสเตอร์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้ยาก ได้แก่ ปฏิกิริยากระตุ้นพันธะระหว่างคาร์บอนและฟลูออรีน (C-F Activation Reaction)
  • · พัฒนาตัวเร่งนาโนที่ใช้วัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์และ/หรือธรรมชาติ เช่น ไคโตซาน และ เซลลูโลสเป็นสารป้องกันโลหะคลัสเตอร์
  • · ศึกษาปรากฏการณ์และปฏิสัมพันธ์ที่บริเวณระหว่างผิวหน้าโลหะคลัสเตอร์และสารป้องกันในปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่ง

  

  

• ไดนามิกของวัสดุผลึกอินทรีย์

  ไดนามิกของวัสดุผลึกอินทรีย์

  read more

  ผลึกคือวัตถุที่อะตอม, โมเลกุล หรือ ประจุที่จัดเรียงอย่างเป็นระบบในสถานะของแข็ง ได้แก่ เกลือโลหะ, ผลึกควอตซ์, อัญมณี ได้แก่ ทับทิม ไพลิน เป็นต้น รวมถึงในกรณีของสารประกอบอินทรีย์ (Organic Compounds) ในสถานะผลึก โมเลกุลของสารก็จะถูกจัดเรียงด้วยรูปแบบซ้ำๆที่มีความเฉพาะเจาะจง เนื่องจากผลึกอินทรีย์มีการจัดเรียงตัวที่แน่นจึงสามารถแสดงคุณสมบัติทางกายภาพใหม่ๆได้ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความแตกหักง่ายเนื่องจากขาดความยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันไดนามิกของผลึกอินทรีย์ที่มีความยืดหยุ่นของโครงสร้างต่อสิ่งเร้าภายนอกได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น วัสดุที่ตอบสนองกับความดันทำให้สามารถเปลี่ยนแปลงสีที่ปล่อยออกมา
  ล่าสุดเราได้ค้นพบชุดของไดนามิกของผลึกอินทรีย์ที่สามารถแสดงคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สามารถย้อนกลับไปมาได้และยังคงสถานะผลึกโดยการจับและปล่อยเกสต์ โมเลกุล (Guest Molecule) เช่น โมเลกุลของตัวทำละลาย รวมถึงผลึกบางชนิดที่สามารถเปลี่ยนสีแบบย้อนกลับได้โดยการให้ความร้อนหรือกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งผลึกอินทรีย์เหล่านี้ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์เพียงชนิดเดียว หรือแบบเรียบง่ายที่เชื่อมต่อระหว่างกันด้วยแรงระหว่างโมเลกุลแบบอ่อน นอกจากนี้ยังคาดว่าจะสามารถเพิ่มการควบคุมเพิ่มเติมได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนคุณสมบัติแบบไดนามิกพื้นฐานโดยใช้การปรับเปลี่ยนทางเคมีกับสารเหล่านี้
  ตัวอย่างของงานวิจัยที่กำลังดำเนินการได้แก่

  • · ศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่มีรูพรุน/ไม่มีรูพรุนในผลึกอินทรีย์แบบไดนามิกพร้อมกับรับ/ปล่อยโมเลกุลของตัวทำละลาย
  • · ศึกษาปรากฏการณ์การเปลี่ยนโครงสร้างที่เกิดจากการให้ความร้อนและ/หรือการกระตุ้นด้วยแสงของผลึกอินทรีย์แบบไดนามิกและการใช้ประโยชน์จากวัสดุเชิงหน้าที่
  • · - ศึกษาการควบคุมคุณสมบัติการดูดซึมของสารโดยการดัดแปลงทางเคมีของโมเลกุลอินทรีย์

  

  

• คุณสมบัติทางเคมีกับการใช้เทคนิคเลเซอร์ระเหย

  คุณสมบัติทางเคมีกับการใช้เทคนิคเลเซอร์ระเหย

  read more

  เมื่อฉายแสงเลเซอร์ไปยังส่วนเชื่อมระหว่างของแข็งและของเหลว สารที่เป็นองค์ประกอบบนพื้นผิวของของแข็งจะถูกปล่อยออกมาอย่างรุนแรง (Ablation) ซึ่งทำให้เกิดสารเคมีที่มีความว่องไวสูงในของเหลว เราพยายามที่จะใช้เทคนิคนี้กับงานวิจัยอื่นๆเกี่ยวกับสารอินทรีย์และเคมีวัสดุ ตัวอย่างเช่น เราใช้เทคนิคเลเซอร์ระเหยเพื่ออธิบายกลไกการสร้างสารที่เหมือนเอนไซม์ดั้งเดิมซึ่งถือเป็นกุญแจสู่การวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกเมื่อ 4.3 พันล้านปีก่อนที่เรียกว่า Hadean Earth ในที่นี้เทคนิคการระเหยด้วยเลเซอร์ถูกใช้เพื่อทดแทนผลกระทบจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติ ในการทดลองดังกล่าว เราใช้ไพไรต์ (Pyrite) บริสุทธิ์ (FeS₂）ซึ่งเป็นวัสดุที่พบได้มากใน Hadean Earth เป็นเป้าหมาย โดยทำการฉายเลเซอร์ลงบนไพไรต์พร้อมกับสารประกอบอินทรีย์อย่างง่าย ด้วยการใช้เทคนิคนี้ ทำให้เกิดการสร้างโมเดลเชิงซ้อนของเอนไซม์ดั้งเดิมขึ้น จากนั้นทำการศึกษาการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ดังกล่าว นอกจากนี้เรายังสามารถใช้เทคนิคเลเซอร์ระเหยในการเตรียมอนุภาคนาโน โดยการกระตุ้นโลหะและพื้นผิวของสารประกอบของแข็ง เพื่อนำไปพิจารณาคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีได้อีกด้วย
  ตัวอย่างของงานวิจัยที่กำลังดำเนินการได้แก่

  • · การอธิบายกลไกการสร้างของสารคล้ายเอนไซม์ดั้งเดิมในสภาพแวดล้อมของ Hadean Earth
  • · การพัฒนาวิธีการสร้างขนาดอนุภาค/สัณฐานวิทยาโดยวิธีระเหยด้วยเลเซอร์ในของเหลวบนโลหะและผิวหน้าสารประกอบของแข็ง
  • · ศึกษาการสร้างโลหะผสมใหม่โดยใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์และศึกษาการเกิดปฏิกิริยา