วันพฤหัสบดีที่ 4 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

วัสดุมหัศจรรย์แห่งอนาคตที่มีอยู่จริงในวันนี้

บางครั้งความก้าวหน้าของเทคโนโลยีก็ทำให้อนาคตใกล้เข้ามาขึ้นทุกวัน

 
เมื่อมีการพัฒนาวัสดุต่างๆให้ดีมากยิ่งขึ้น และนี่คือวัสดุใหม่ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน เทฟลอนคือตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบ แต่ไม่ใช่เพียงแค่นั้น ยังมีวัสดุแห่งอนาคตอื่นๆ อีกที่ทำให้คุณรู้ว่าพรุ่งนี้กำลังมาถึงแล้ว
เทฟลอน สารเคลือบมหัศจรรย์
สารเคลือบมหัศจรรย์ของดูปองต์ ด๊อกเตอร์ Roy J. Plunkett วิศวกรของบริษัทดูปองต์ค้นพบสารเทฟลอน (Teflon) โดยบังเอิญในขณะที่เขากำลังทดสอบหาสารทำความเย็นตัวใหม่ และเปิดตัวสารเทฟลอนในสินค้าประเภทชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่เคลือบสารเทฟลอนในปี 1946 แต่ในขณะนั้นการใช้สารเทฟลอนยังมีข้อจำกัดเฉพาะสินค้าอุตสาหกรรม
จนกระทั่งช่วงกลางของทศวรรษที่ 1950 จึงมีเริ่มมีการผลิตเครื่องครัวที่เคลือบด้วยสารเทฟลอนออกวางจำหน่าย ด้วยคุณสมบัติของสารเทฟลอนที่มีความลื่นมากเนื่องจากสารมีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานต่ำ ผู้ผลิตจึงนำมาใช้เป็นสารเคลือบพื้นผิว เช่น เครื่องครัว เพื่อลดปัญหาอาหารติดกระทะ และลดปริมาณไขมันที่เกิดจากการประกอบอาหารด้วย เรียกได้เทฟลอนว่าเป็นวัสดุแห่งอนาคตชิ้นแรกที่เรารู้จักเลยก็ว่าได้



D3O เจลส้มกันกระแทก




เจลดูดซับแรงที่เรียกว่า D3O สร้างโดย Richard Palmer วิศวกรชาวอังกฤษในปี 1999 ได้เข้ามาเป็นองค์ประกอบหนึ่งของเสื้อผ้า รองเท้า รวมไปถึงอุปกรณ์ทางการทหาร ดูจากภาพแล้วอาจจะเห็นเป็นแค่เจลสีส้มอ่อนนุ่มเมื่อนวดด้วยมือ แต่เมื่อใดก็ตามที่มันได้รับแรงกระแทก โมเลกุลเล็กๆ ที่เป็นองค์ประกอบของวัสดุนี้จะจับกันแน่นเป็นของแข็งและดูดซับพลังงานจากอาวุธหรืออุปกรณ์ที่เข้ามากระแทกมันอย่างรวดเร็ว




อันที่จริงแล้ววัสดุนี้ถูกนำมาใช้ในการทำชุดเล่นสกีเพื่อช่วยป้องกันอุบัติเหตุในระหว่างการเล่น ซึ่งแน่นอนอยู่แล้วว่าการถูกกระแทกที่ความเร็ว 60 เมตรต่อชั่วโมงนั้นไม่ได้น่ายินดีเท่าไรนัก ดังนั้นเทคโนโลยีวัสดุดีทรีโอนี้สามารถช่วยได้
กราฟิน




คาร์บอน มีอะไรที่มันทำไม่ได้บ้าง? เพชร บัคกี้บอล ท่อนาโนคาร์บอน และเส้นใยไฟเบอร์ ทั้งหมดที่กล่าวมาเป็นสิ่งที่แสดงให้เห็นถึงความสามารถของคาร์บอน และตอนนี้กราฟิน ก็เป็นอีกวัสดุหนึ่งที่ได้มาจากการพัฒนาของคาร์บอน ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย
กราฟินเป็นโครงสร้างการจัดเรียงตัวของคาร์บอนอะตอมแบบวงหกเหลี่ยม (Hexagonal configuration) ในแนวราบคล้ายแผ่นตาข่าย จึงทำให้มันโปร่งใส และด้วยการจัดเรียงของอะตอมคาร์บอนที่เป็นระเบียบทำให้มันเป็นวัสดุที่แข็งที่สุด ทั้งยังนำความร้อน และนำไฟฟ้าได้ดี ด้วยความสามารถนี้ วันหนึ่งกราฟินอาจเข้ามาแทนที่ซิลิกอนและชิปประมวลผลในเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ แต่ในความเป็นจริงแล้วศักยภาพของ กราฟินอาจไปไกลได้มากกว่านั้น





บัคกี้บอล



 
แข็งแรงกว่าเพชรก็ “บัคกี้บอล” ซึ่งเป็นโครงสร้างโมเลกุลที่ประกอบไปด้วยคาร์บอน60-100 อะตอมจัดเรียงตัวคล้ายทรงกลมกลวงๆ คล้ายโดมgeodesic ด้วยเหตุนี้ บัคกี้บอลจึงกลายไปเป็นชื่อของสถาปัตยกรรมแห่งจินตนาการ “Buckminster Fuller” 
นักวิทยาศาสตร์นำเอาโมเลกุลมหัศจรรรย์นี้มาประยุกต์ใช้เป็นยารักษาโรคต่างๆ รวมไปถึงตัวนำส่งยาแบบนำวิถี (drug delivery) นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ประโยชน์ในงานด้านนาโนอื่นๆ อีกด้วย
ล่องหน เช่นแฮรี่พอตเตอร์



 

เรามีแฮรี่พอตเตอร์กับผ้าคลุมล่องหนที่ทำให้เราอยากหายตัวได้ และแน่นอนนักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจกับแนวคิดนี้มาก นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มเช่น นักวิทยาศาสตร์ที่เบิร์กลีย์ ได้คิดค้นผ้าคลุมบางพิเศษที่สามารถเลียนแบบรูปร่างของวัตถุและปกปิดไม่ให้ถูกแสงที่มองเห็นได้ตรวจจับได้ แต่ก็ยังเป็นผ้าคลุมที่ยังมีขนาดเล็กระดับไมโครเมตรอยู่ ซึ่งนั่นก็ช่วยในการต่อยอดการสร้างวัสดุแห่งเทคโนโลยีในอนาคตได้ไม่ยาก


Aerogel

 
 
 
หลายคนคงรู้จักวัสดุนี้ดีในชื่อของวัสดุที่องค์การนาซาใช้เพื่อไปดักจับอนุภาคฝุ่นจากดาวหาง Wild 2 ในโครงการ Stardust
แอโรเจลเป็นวัสดุที่มีรูพรุน เบา ซึ่งสังเคราะห์มาจากเจลที่ถูกแทนที่ด้วยอากาศถึง 99.8% โดยปริมาตร จึงเป็นวัสดุมีลักษณะเป็นของแข็งที่มีความหนาแน่นน้อยมาก มีความโปร่งแสง (แต่ไม่โปร่งใส) อีกทั้งยังเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดี
เนื่องด้วยโครงสร้างเป็นรูพรุนที่มีขนาดเล็กระดับโมครอน ความสามารถที่พิเศษของแอโรเจลอีกอย่างหนึ่งคือ มันสามารถที่จะรับน้ำหนักได้ดี ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วสามารถรองรับน้ำหนักได้มากกว่าน้ำหนักของตัวเองถึง 500-4,000 เท่าเลยทีเดียว
ด้วยคุณสมบัตินานัปการของวัสดุมหัศจรรย์นี้ มันจึงถูกนำไปใช้ประโยชน์ในหลายด้าน ทั้งใช้เป็นสารเคมีในการดูดซับทำความสะอาด ในเชิงฟิสิกส์อนุภาคใช้เป็นส่วนประกอบในเครื่องตรวจจับรังสีCherenkov ตลอดจนองค์การนาซาได้มีการนำวัสดุนี้ไปใช้เป็นฉนวนกันความร้อนสำหรับยานสำรวจดาวอังคาร (Mars Rover)และชุดอวกาศ ทั้งนี้แอโรเจลยังมีการนำมาใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ อีกมากมาย
แก้วแข็งแรงพอกับเหล็ก






นักวิทยาศาสตร์พยายามปรับปรุงคุณสมบัติของแก้วให้มีความแข็งแรงขึ้นเพื่อเหมาะกับการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น กระจกของตึกสูง รวมไปทั้งหน้าจอสมาร์โฟนหรือแท็บเล็ต และเมื่อไม่นานมานี้เอง นักวิทยาศาสตร์ได้ปรับปรุงคุณสมบัติของแก้วได้เป็นแก้วชนิดใหม่ที่มีความแข็งแรงพอมากกว่าโลหะ และแข็งแรงพอๆ กับเหล็กได้แล้ว โดยใช้เทคนิค aerodynamic levitation ในการผสมส่วนผสมของแก้วชนิดใหม่ที่มีเพิ่มออกไซด์ของโลหะมากขึ้น แต่การผลิตวัสดุชิ้นนี้ยังสามารถทำได้ในชุดการทำงานเล็กๆ อยู่ ยังต้องมีการพัฒนาต่อไป





Cyber attack สงครามในรูปแบบใหม่?

Cyber attack สงครามในรูปแบบใหม่?

 

ถ้าพูดถึงคำว่า “สงคราม” ผมเชื่อว่าเพื่อนๆ ทุกคนต่างหวาดกลัวและไม่มีใครคิดอยากจะให้เกิดขึ้นใช่ไหมครับ แต่ดูเหมือนว่าสงครามในแบบที่เรารู้จักที่ต้องใช้อาวุธยุทโธปกรณ์ ทหาร ยานยนต์ทางภาคพื้นดิน น้ำ และอากาศ เพื่อห้ำหั่นกันนั้นจะกลายเป็นสิ่งที่ล้าหลังไปเสียแล้ว
ทุกวันนี้ สงครามได้ถูกเปลี่ยนรูปแบบไปเสียใหม่ อยู่ในโลกไซเบอร์ที่คอมพิวเตอร์ทั้งหลายเชื่อมโยงเข้าหากัน ประเทศมหาอำนาจหลายประเทศเริ่มหันมาต่อสู้กันผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เหตุผลที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คือ โลกทุกวันนี้ถูกขับเคลื่อนด้วยระบบคอมพิวเตอร์และเครือข่ายแทบทั้งหมด ข้อมูลเกือบทุกอย่างถูกบันทึกไว้แบบดิจิตอลบนระบบคอมพิวเตอร์ การเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบเครือข่ายเป็นเรื่องสำคัญที่ทุกหน่วยงานจะต้องมี แม้แต่หน่วยงานทางด้านทหารและความมั่นคงก็ตาม และที่สำคัญสงครามไซเบอร์นี้มีความร้ายแรงไม่แพ้สงครามในรูปแบบเก่าเสียด้วย

ตัวอย่างการโจมตีด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่โด่งดังในปี 2553 เกิดจากหนอนคอมพิวเตอร์ (computer worm) ชื่อว่า “Stuxnet” โดยที่เจ้าหนอนคอมพิวเตอร์ Stuxnet นี้ ได้ถูกปล่อยเข้าไปทำลายระบบเครื่องหมุนเหวี่ยงนิวเคลียร์ในโรงงานนิวเคลียร์ประเทศอิหร่านจนเสียหายไปเป็นจำนวนเกือบร้อยละยี่สิบของทั้งหมด การทำงานของ Stuxnet เริ่มจากการแฝงตัวอยู่ใน USB drive ที่เมื่อนำไปเสียบเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็น Microsoft Windows และมีโปรแกรม Siemens Step 7 ที่ใช้ในระบบเครื่องหมุนเหวี่ยงนิวเคลียร์ จากนั้นเจ้า Stuxnet ก็จะควบคุมเครื่องคอมพิวเตอร์และปรับค่าให้เครื่องหมุนเหวี่ยงฯ ทำงานเร็วเกินค่าปกติและเสื่อมสภาพไปในที่สุด ส่งผลให้เกิดความเสียหายมูลค่ามหาศาล ซึ่งมีการคาดการณ์กันว่าอาจจะเกิดจากการกระทำของฝ่ายตรงกันข้ามเพื่อยับยั้งการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ของอิหร่าน
อีกประเทศหนึ่งที่น่าจะมีการพัฒนาฝีมือด้าน Cyber attack ไว้เป็นอย่างดี คือ ประเทศเกาหลีเหนือ โดยมีเป้าหมายหลักอยู่ที่คู่ปรับซึ่งก็คือประเทศเกาหลีใต้ที่มีปัญหากันมาเป็นเวลาเนิ่นนานนั่นเอง โดยในปี 2556 ที่ผ่านมา ระบบกระจายสัญญาณโทรทัศน์และระบบคอมพิวเตอร์ในธนาคารของประเทศเกาหลีใต้หยุดการทำงานกะทันหัน ทำให้เกิดความโกลาหลขึ้นอย่างมาก ต่อมาในเดือนมีนาคม ปี 2558 นี้ รัฐบาลเกาหลีใต้ก็ได้ประกาศประนามประเทศเกาหลีเหนือที่ได้ทำการเจาะระบบของโรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ Korea Hydro and Nuclear Power (KHNP) โดยได้ขโมยข้อมูลบางส่วนไป ซึ่งแฮกเกอร์ได้เรียกร้องเงินเพื่อเป็นค่าตอบแทนให้หยุดการโจมตี ซึ่งทางรัฐบาลประเทศเกาหลีใต้ได้ตรวจสอบร่องรอยของการโจมตีและพบว่าแฮกเกอร์มีฐานที่มั่นอยู่ที่บริเวณชายแดนระหว่างประเทศจีนกับเกาหลีเหนือ นอกจากนี้การโจมตีฐานข้อมูลของบริษัท Sony Pictures ในปีที่ผ่านมาก็มีความเชื่อว่าเป็นฝีมือของ
ประเทศเกาหลีเหนือเช่นกัน



และที่เป็นข่าวฮือฮาขึ้นมาอีกครั้งเมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมานี้ เกิดขึ้นจากการที่ศาสตราจารย์คิม (Kim Heung-Kwang) ผู้เคยเป็นอาจารย์สอนวิชาด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ณ Hamheung Computer Technology University ในประเทศเกาหลีเหนือเป็นเวลากว่ายี่สิบปี ได้เปิดเผยกับสำนักข่าวบีบีซีว่า ศักยภาพของทีมแฮกเกอร์ที่เกาหลีเหนือมี ภายใต้ชื่อว่า Bureau 121 นั้นสูงมาก สามารถที่จะทำลายสถานที่สำคัญรวมถึงคร่าชีวิตผู้คนได้ไม่ต่างจากอาวุธสงครามเลยทีเดียว


ศาสตราจารย์คิมได้เล่าว่าเขาเป็นผู้สอนหลักการพื้นฐานทางด้านคอมพิวเตอร์ให้กับนักศึกษาเท่านั้น ไม่ได้สอนพวกเขาให้แฮกระบบคอมพิวเตอร์แต่อย่างใด ซึ่งบางส่วนขอนักศึกษาที่เขาได้สอนได้ผันตัวไปเป็นแฮกเกอร์ในหน่วย Bureau 121 ที่พวกเขาเหล่านี้เชื่อว่าตนเองเป็น “นักรบไซเบอร์” ที่พร้อมจะทำสงครามตามคำสั่งของผู้นำเกาหลีเหนือ
ศ.คิม ยังเปิดเผยอีกว่าหน่วย Bureau 121 นั้นอาจจะมีขนาดใหญ่ถึง 6,000 คน อีกทั้งยังเป็นหน่วยงานที่ได้รับงบประมาณถึง 10-20% ของงบประมาณทางการทหารเลยทีเดียว อย่างไรก็ดีเป็นที่เชื่อกันว่าหน่วยงานที่กล่าวมานี้เกิดขึ้นมาหลายสิบปีที่แล้วและดำเนินการอยู่นอกประเทศเกาหลีเหนือ ซึ่งยังไม่สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างแน่ชัด ศ.คิม ได้เรียกร้องให้ทุกประเทศร่วมมือกันเพื่อหยุดยั้งแผนการนี้เสียก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์ร้ายแรงขึ้น
จากเหตุการณ์ที่ผมได้เล่าให้เพื่อนๆ ฟังมาทั้งหมดนี้ เราก็คงพอจะเห็นภาพได้ว่าการต่อสู้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงด้านกายภาพด้วยอาวุธและคนอีกต่อไป แต่เริ่มที่จะเปลี่ยนไปเป็นการรบบนโลกไซเบอร์ที่นอกจากจะยากต่อการป้องกันแล้ว ยังส่งผลร้ายแรงได้ไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าสงครามในรูปแบบเดิมเลยทีเดียว

เทคโนโลยีสารสนเทศการสื่อสารมวลชน

 


เทคโนโลยีสารสนเทศการสื่อสารมวลชน

 

เทคโนโลยีสื่อสารมวลชน หมายถึง การนำเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนา การนำเสนอสารที่มีคุณค่า สร้างความน่าสนใจ ก่อเกิดประโยชน์การบริหารจัดการทางด้านเทคโนโลยีที่นำไปใช้อย่างสูงสุดไปแก่ผู้รับสาร


จุดมุ่งหมายที่แท้จริงของสื่อมวลชน คือ การถ่ายทอดความรู้ข่าวสารสำหรับประชาชนทั่วไป ไม่เจาะจงสำหรับคนกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง ข่าวสารที่ถูกนำเสนอจากสื่อมวลชน จึงเป็นข่าวสารสำหรับผู้รับแต่ละคนที่จะเลือกรับตามโอกาสและความพอใจ ใครพร้อมที่จะฟังวิทยุ ดูโทรทัศน์ อ่านหนังสือพิมพ์ หรือรับสื่อมวลชนอื่นใด ที่ไหน เมื่อใดก็ได้ เป็นการรับข่าวสารตามอัธยาศัย ไม่จำเป็นต้องเตรียมตัว หรือมีความตั้งใจ การรับข่าวสารในลักษณะดังกล่าว จึงสอดคล้องกับแนวคิดเรื่องการศึกษาแบบปกติวิสัย ซึ่งเป็นการศึกษาที่เกิดจากประสบการณ์ต่างๆ ในชีวิตประจำวัน ไม่ต้องอาศัยระบบการจัดการใดๆ ประสบการณ์ในชีวิตประจำวันของแต่ละคน ย่อมมีอยู่มากมาย และแตกต่างกันไป ทั้งประสบการณ์ในทางที่ดีและไม่ดี ประสบการณ์ใดที่มีคุณค่าก่อให้เกิดผลต่อบุคคลในทางสร้างสรรค์ ก็ถือว่าเป็นประสบการณ์ทางการศึกษาทั้งสิ้น ดังนั้นการที่ประชาชนจะได้รับการศึกษาจากรูปแบบการศึกษาตามปกติวิสัย มากน้อยเพียงใดจึงขึ้นอยู่กับการจัดประสบการณ์ สิ่งแวดล้อม และนำเสนอความรู้ข่าวสารที่มีคุณค่าให้แก่ประชาชน

 

 



สภาพที่เอื้อต่อการศึกษาตามปกติวิสัย หมายถึงสภาพที่ส่งเสริมให้เกิดการศึกษาตามปกติวิสัย ซึ่งอาจจัดให้มีขึ้นได้ดังนี้ 

1. การจัดกิจกรรม หรือร่วมกิจกรรมที่มีคุณค่า หมายถึงกิจกรรมต่างๆ ที่จัดขึ้น ไม่ว่าจะเป็นกิจกรรมส่วนบุคคล กิจกรรมในครอบครัวหรือในชุมชนก็ตาม หากมีโอกาสที่จะเลือกจัดกิจกรรมหรือร่วมกิจกรรมได้หลายอย่าง ก็ควรเลือกกิจกรรมที่มีคุณค่ามากกว่า เช่น การจัดเลี้ยงสังสรรค์การทำบุญตักบาตร การเดินทางท่องเที่ยว อ่านหนังสือ ฯลฯ ซึ่งผู้ที่เกี่ยวข้องย่อมพิจารณาได้ว่ากิจกรรมใดมีคุณค่ามากกว่า 

2. การจัดสิ่งแวดล้อมที่ดี เนื่องการศึกษาตามปกติวิสัยเป็นประสบการณ์ที่ได้รับจากสภาพแวดล้อมใกล้ตัว หากคนอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ดี ก็จะได้รับประสบการณ์ที่ไม่ดีไปด้วย จึงควรจัดสภาพแวดล้อมที่ดีมีคุณค่า ทั้งในครอบครัวและชุมชน ให้ได้รับแต่สิ่งที่ดี โดยเฉพาะการจัดสิ่งแวดล้อมสำหรับเด็กซึ่งยังขาดความรู้และประสบการณ์ในการแยกแยะว่า สิ่งใดดีหรือสิ่งใดไม่ดี ตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่ดี เช่น สภาพบ้านเรือนที่น่าอยู่ ห้องสมุด ของเล่นเสริมทักษะ สภานที่พักผ่อนออกกำลังกาย การอยู่ในชุมชนหรือสังคมของคนดี ฯลฯ

 

 

3. เพิ่มโอกาสการรับข่าวสาร จากสื่อสารมวลชน เนื่องจากสื่อมวลชนเป็นแหล่งให้ความรู้ข่าวสารที่สำคัญสำหรับการศึกษาตามปกติวิสัย แม้ว่าในปัจจุบัน สื่อมวลชนจะกระจายไปสู่ประชาชนอย่างแพร่หลายมากแล้ว แต่โอกาสในการรับ ของประชาชนส่วนหนึ่งยังมีน้อย เช่น ประชาชนในชนบท หรือผู้ที่ต้องใช้เวลาส่วนใหญ่สำหรับการเดินทางและประกอบอาชีพ การทำให้คนมีโอกาสได้รับความรู้ข่าวสารจากสื่อมวลเพิ่มขึ้น จะช่วยส่งเสริมการศึกษาได้ทางหนึ่ง เช่น การจัดรายการวิทยุสำหรับผู้ทำงานกลางคืน จัดที่อ่านหนังสือพิมพ์ประจำหมู่บ้าน เผยแพร่รายการวิทยุ โทรทัศน์ตามสื่อสารธารณะ เป็นต้น

เทคโนโลยีชีวภาพ

บทความ "เทคโนโลยีชีวภาพ-โอกาศทองของไทย"

ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีชีวภาพในอนาคต คือ การพัฒนาพันธุ์พืชและสัตว์ เพื่อเพิ่มผลผลิตอาหารเลี้ยงชาวโลก การปฏิวัติทางเทคโนโลยีชีวภาพที่กำลังจะเกิดชึ้น จะมีความสำคัญต่อมนุษยชาติไม่น้อยไปกว่าการปฏิวัติทางเทคโนโลยีสารสนเทศ
ในขณะที่ประเทศไทยกำลังซวนเซอันเนื่องจากวิกฤติเศรษฐกิจ หลายคนหันมาคิดได้ว่า เราต้องหาทางตั้งตัวใหม่ ผลิตสินค้าและ เปิดบริการใหม่ๆ แทนที่จะอาศัยวัตถุดิบและค่าแรงราคาถูก ซึ่งเคยเป็นข้อได้เปรียบของไทย แนวทางใหม่คงต้องเป็นการใช้สมอง ใช้ความสามารถที่เรามีอยู่บ้าง มาเพิ่มพูนและผสมผสาน กับเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อผลิตสินค้า หรือ เสนอบริการที่สามารถ แข่งขันในตลาดโลกได้
โชคดีที่จังหวะเหมาะของประเทศไทยอาจกำลังมาถึงในช่วงต้น ศษวรรษหน้านี้ เทคโนโลยีในโลกกำลังก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะ เทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งเป็น เทคโนโลยีสำคัญ เปรียบดัง เชื้อเพลิงที่ เครื่องยนต์ของระบบเศรษฐกิจไทยกำลังขาดแคลนอยู่ในขณะนี้ ประเทศไทยมีความหลากหลายทางชีวภาพเป็นทุนเดิมอยู่มากมาย คนไทยเอง ก็มีความชำนาญทางการเกษตร และด้านการดูแลสุขภาพ ซึ่งเป็นเรื่องของการใช้ เทคโนโลยีชีวภาพเช่นกัน ประเด็นสำคัญอยู่ที่ว่า เราจะต้องลงทุนเพิ่มขีดความสามารถทาง เทคโนโลยีชีวภาพอย่างจริงจังและต่อเนื่อง

เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology) คืออะไร
เทคโนโลยีชีวภาพเป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการนำสิ่งมีชีวิต และผลผลิตมาใช้ประโยชน์ ถ้ามองอย่างกว้างๆ บ้านเรามีเทคโนโลยีดังกล่าวมานานมากแล้ว ตั้งแต่ยังไม่ได้ติดต่อกับตะวันตกด้วยซ้ำ การทำน้ำปลา ซิอิ๊ว การหมักอาหาร หมักเหล้า ล้วนเป็นเทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิม เช่นเดียวกับ การปรับปรุงพันธุ์พืช สัตว์ให้มีผลผลิตมากขึ้น คุณภาพดีขึ้น การนำสมุนไพรมาใช้รักษาโรค บำรุงสุขภาพ ก็จัดได้ว่าเป็นเทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ดี ปัจจุบันเมื่อพูดถึงเทคโนโลยีชีวภาพ เรามักหมายถึง เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่มีวิทยาศาสตร์เป็นรากฐาน ประกอบด้วยหลายสาขาวิชา ผลมผสานกันอยู่ ตั้งแต่ชีววิทยา เคมี ไปจนถึงวิศวกรรม อาจเรียกได้ว่า เป็นสหวิทยาการที่นำความรู้ พื้นฐานเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตไปใช้ให้เกิดประโยชน์ ตั้งแต่เรื่องการขยายและปรับปรุงพันธุ์สิ่งมีชีวิตทั้งหลาย การนำผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตไปแปรรูป เป็นอาหารหรือยา รวมถึงกระบวนการที่ใช้แปรรูปผลผลิตดังกล่าว ในระดับโรงงาน และกระบวนการที่ใช้สิ่งมีชีวิตเช่น จุลชีพในการบำบัดน้ำเสีย หรือ การนำของเสียไปใช้ประโยชน์ เช่น นำไปทำปุ๋ย เป็นต้น
ในระยะ 20 ปีที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตที่เราเรียกว่า ชีววิทยาโมเลกุล (Molecular Biology) ได้ทำให้เราเข้าใจกลไก การสืบพันธุ์และการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอย่างละเอียดลึกซี้ง ที่น่าทึ่งมากก็คือ จากความเข้าใจนี้ เราสามารถปรับปรุงเปลี่ยนแปลงลักษณะทางพันธุกรรม ของสิ่งมีชีวิตได้ เช่น ให้จุลชีพผลิต ฮอร์โมนหรือโปรตีนของมนุษย์ที่ใช้เป็น
ยา ซึ่งสามารถทำในระดับอุตสาหกรรมได้ง่ายกว่าและดีกว่าเดิม ที่ต้องนำมาจาก สัตว์ หรือ จากเลือดมนุษย์
ปัจจุบันเราสามารถใส่ลักษณะพิเศษทางพันธุกรรมเข้าไปในพืชหรือสัตว์ ทำให้ได้พืชที่สามารถ ต้านทานแมลงที่เป็นศัตรูของมันได้ หรือ สัตว์ที่ผลิตวัคซีนในน้ำนมของมันได้ การปรับปรุงเปลี่ยนแปลง ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตนี้เรียกว่า พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering) ทั้งหมดทำได้โดยการตัดต่อยีน

ยีนและการโคลน
ยีน (Gene) คือ คำสั่งให้สิ่งมีชีวิตมีลักษณะตามพันธุ์ของมัน ยีนอยู่ในเซลล์ซึ่งเป็นส่วนย่อย ของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตจะมียีนจำนวนมากน้อยขึ้นอยู่กับความสลับซับซ้อนของสิ่งมีชิวิตนั้น ตั้งแต่ไม่ถึงสิบในไวรัส จนถึงนับแสนในมนุษย์
ยีน คือ สารเคมีที่เรียกว่า ดีเอ็นเอ DNA (Deoxyribonucleic Acid) ประกอบด้วย หน่วยย่อยที่เรียงตัวกันเป็นลำดับ เสมือนตัวอักษรที่เรียงกันเป็นข้อความกำหนดลักษณะทางพันธุกรรม ที่สามารถถ่ายทอดต่อไปยังลูกหลานได้ ดีเอ็นเอ มีโครงสร้างเป็นสายคู่ พันกันเป็นเกลียว คล้ายบันไดเวียนที่แต่ละขั้นเป็นตัวอักษรแต่ละตัว เมื่อยีนทำงาน กลไกของเซลล์จะอ่านรหัสในดีเอ็นเอ แล้วแปลออกมาเป็นการผลิตโปรตีนต่างๆ โปรตีนบางตัวเป็นส่วนประกอบของ โครงสร้างของ สิ่งมีชีวิตนั้น บางตัวเป็นตัวทำหน้าที่ต่างๆ ของเซลล์ เช่น ย่อยอาหาร สร้างส่วนประกอบอื่นๆ ของเซลล์ ต่อสู้กับสิ่งแปลกปลอม
การที่แต่ละยีน แต่ละโปรตีน มีหน้าที่โดยเฉพาะ ทำให้เราสามารถ ตัดยีนแต่ละยีนออกมาจากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง แล้วนำเข้าไปใส่ในสิ่งมีชีวิต อีกชนิดหนึ่ง ซึ่งมีกลไกในการทำให้ยีนจากทื่อื่น สามารถทำงานได้เช่นเดียวกัน เราอาจเรียกพืชหรือสัตว์ ที่มียีนที่ไม่ใช่ของตัวเองอยู่ด้วยว่า พืช ข้ามพันธุ์ หรือ สัตว์ข้ามพันธุ์ (Transgenic plant or Transgenic animal)
เทคนิคที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของเทคโนโลยีชีวภาพ คือ การโคลน (Cloning) การโคลน คือ การผลิตเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันทุกประการ เมื่อได้เซลล์หรือ สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมพิเศษแล้ว นักเทคโนโลยีชีวภาพย่อมต้องการขยายจำนวนเซลล์ หรือ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเพื่อให้ได้ผลผลิตที่ต้องการจำนวนมาก จึงได้มีการพัฒนาเทคนิคการโคลนขึ้นมา ประกอบการตัดต่อยีน
การโคลน หรือ การขยายจำนวนเซลล์หรือ สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันทุกประการ เป็นเทคนิคที่ใช้ได้โดยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องใช้กับสิ่งมีชีวิตที่มียีนพิเศษในตัวเท่านั้น ธรรมชาติมีการผลิตสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันอยู่แล้ว เช่น กรณีแฝดเหมือน หรือ แฝดที่เกิดจากไข่ใบเดียวกัน ก็คือ การโคลนมนุษย์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ กล่าวคือ ตัวอ่อนมีการแบ่งตัว ออกเป็นสองชีวิต หรือ มากกว่านั้น
ในระดับจุลชีพแล้ว การแบ่งตัวของเซลล์ก็คือ การโคลนนั่นเอง ส่วนสำคัญของพันธุวิศวกรรม ประกอบด้วยการตัดยีนจากสิ่งมีชีวิตต่างๆ นำมาใส่ในจุลชีพ แล้วขยายจำนวนจุลชีพนี้ให้มากขึ้น ด้วยเทคโนโลยีการหมักดอง ซึ่งนักจุลชีววิทยาทำได้ดี มานานแล้ว เพื่อให้สามารถผลิตผลผลิตของยีนใหม่ ที่ใส่เข้าไปนั้นได้จำนวนมากๆ จึงอาจเรียกการทำ เช่นนี้ว่า การโคลนยีน
มนุษย์ใช้เทคนิคการโคลนในระดับหนึ่งกับพืช มาหลายสิบปีแล้ว นั่นคือ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชให้เป็นต้น ที่มีลักษณะเหมือนกัน ส่วนการโคลนสัตว์ทั้งตัวนั้น เริ่มมาหลายสิบปีแล้วเช่นกัน แต่เพิ่งมาทำสำเร็จกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อไม่นานมานี้ ประเด็นที่กำลังเป็นที่ฮือฮากันมากก็คือ จะมีเทคนิคที่โคลนมนุษย์ ได้หรือไม่ และถ้าได้ ควรจะทำหรือไม่ มีข้อขัดข้องทางจริยธรรม และ ศีลธรรมหรือไม่ คำถามนี้คงจะต้องมีการโต้เถียงเพื่อหาคำตอบกันอีกนาน ข้อที่จะต้องพิจารณา ประการหนึ่งคือ มีความเสี่ยงเพียงใดที่จะได้มนุษย์ที่ไม่ปรกติจากการโคลน ตัวอย่างเช่น มนุษย์ดังกล่าว จะมีอายุจริงเท่าไร เท่ากับตั้งแต่เริ่มโคลน หรือ ตั้งแต่กำเนิดของเซลล์ ที่นำมาโคลน นั่นคือ หากนำเซลล์จากมนุษย์ที่มีอายุ 40 ปีมาโคลน เด็กคนนี้จะเริ่มมีชีวิตเมื่ออายุ 40 ปีหรือไม่ หรือ จะเริ่มต้นใหม่ตั้งแต่เริ่มโคลนเท่านั้น
ข้อพิจารณาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ ความเสี่ยงในการโคลน เช่น เซลล์ที่นำมาโคลนอาจตาย หรือได้มนุษย์ที่ผิดปรกติ ใครจะเป็นผู้รับผิดชอบต่อความเสี่ยงเหล่านี้ คำถามเหล่านี้ ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด ทั้งนี้ยังไม่นับคำถามอื่นๆ ที่จะตามมา เช่น มนุษย์ที่กำเนิดมาจาก การโคลน จะมีฐานะทางกฎหมายอย่างไร ดังนั้นแม้ในทางเทคนิคเราจะสามารถโคลนมนุษย์ได้ ในไม่ช้า แต่ยังมีประเด็นที่จะต้องคิดให้ตกเสียก่อน จึงยังไม่ควรยอมให้มีการโคลนมนุษย์ได้ ในขณะนี้
แม้จะยังไม่ยอมให้โคลนมนุษย์ได้ทั้งคน แต่ถ้าเป็นอวัยวะต่างๆ เช่น ไต ตับ ตา ปอด หรือหัวใจล่ะ จะยอมให้มีการโคลนหรือไม่ อวัยวะเหล่านี้เป็นที่ต้องการสำหรับผู้ป่วยที่จำเป็น ต้องเปลี่ยนอวัยวะ ในปัจจุบันมีผู้บริจาคอวัยวะน้อย แต่ผู้รอรับบริจาคอวัยวะมีมาก เรื่องนี้จึงเป็นเรื่องที่มีการถกเถียง กันมากขึ้นทุกวัน



เทคโนโลยีชีวภาพแบบเดิมยังสำคัญ

การที่เทคโนโลยีชีวภาพได้ประโยชน์อย่างมหาศาลจาก พันธุวิศวกรรม ทำให้หลายคน ลืมเรื่องพื้นๆ ที่สามารถผลิต เป็นสินค้าได้ในระดับอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นอาหารหมักดอง อาหารแปรรูป หรือยารักษาโรค
การบำบัดมลภาวะเช่นน้ำเสีย การปรับปรุงพันธุ์พืช และสัตว์โดยการผสมและคัดเลือกพันธุ์ แบบเดิม เรื่องพื้นๆ เหล่านี้ยังคงมีความสำคัญ แม้จะไม่ใช้พืช สัตว์ หรือ จุลชีพข้ามพันธุ์ เป็นวัตถุดิบก็ตาม
ที่จริงแล้ว สำหรับประเทศไทย ซึ่งยังไม่มีการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพแผนใหม่มากนัก เทคโนโลยีชีวภาพแบบเดิมจะยังคงความสำคัญไปอีกนาน ตัวอย่างเช่น การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ซึ่งใช้เป็นเทคนิคประกอบการพัฒนาและขยายพันธุ์พืช เราสามารถเพาะเลี้ยงกล้วยไม้ ไม้ดอกอื่นๆ และไม้ผลหลายชนิด ได้จากการคัดเลือกจากเนื้อเยื่อพืชที่นำมาเพาะเลี้ยงแล้วขยายจำนวนให้มากต่อไป อย่างไรก็ดี เทคโนโลยี่นี้เป็นที่แพร่หลายและมีการแข่งขันกันมาก ประเทศเพื่อนบ้านของเรา เช่น อินโดนิเซีย ฟิลิปปินส์ ก็ทำได้ และด้วยค่าแรงที่ถูกกว่า จึงเป็นคู่แข่งที่สำคัญของไทย
ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องก้าวเข้าสู่ระดับเทคโนโลยีที่สูงขึ้น เช่น สามารถถ่ายยีนที่เหมาะสม เข้าในพันธุ์พืช แล้วขยายต่อไป โดยอาศัยเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเป็นพื้นฐานในการผสมและ คัดเลือกพันธุ์สัตว์และพืชซึ่งประเทศไทยมีความชำนาญอยู่มากแล้ว ก็ยังจะเป็นเทคนิคที่ใช้กันอีกนาน หลายคนบอกว่า เทคนิคแบบเดิมจะดีกว่าด้วยซ้ำ ในแง่ที่เป็นธรรมชาติมากกว่าการแปลงพันธุ์ด้วยยีน อย่างไรก็ตาม อาจถกเถียงกันได้ว่า สิ่งที่เราเห็นว่าเป็นธรรมชาติในปัจจุบัน คือ สิ่งที่เราคุ้นเคยมาแล้ว เป็นเวลานาน ในแง่หลักการแล้ว การผสมและคัดเลือกพันธุ์พืช สัตว์ ก็คือ เทคโนโลยีของการคัดเลือกยีน ที่เหมาะสมแบบเดาสุ่มนั่นเอง เทคนิคนี้จะยังคงสำคัญไปอีกนาน แต่คงต้องมีการเปลี่ยนแปลง ในที่สุดจากพลังของ เทคโนโลยีชีวภาพ แบบใหม่
อีกตัวอย่างหนึ่งคือ การผลิตสินค้าประเภทอาหารแปรรูป หรือ ยา ต้องการกระบวนการ ที่สะอาด ไม่มีการปนเปื้อน มีประสิทธิภาพสูง ใช้วัตถุดิบที่มีราคา ไม่แพงนัก เหล่านี้ล้วนต้องการการค้นคว้าหากระบวนการ ที่เหมาะสมที่สุด หาจุลชีพและวัตถุดิบที่ทำให้ได้ผลผลิตที่ดี มีคุณภาพ การบำบัดน้ำเสีย ขยะ และมลภาวะ อื่นๆ ก็ต้องการความรู้ ความเข้าใจในด้านวิศวกรรม กระบวนการ และความรู้ความเข้าใจ ในสิ่งมีชีวิตจุลชีพจากธรรมชาติที่มีความสำคัญ และนำมาใช้ประโยชน์ ได้ เทคโนโลยีการผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่มีการควบคุมคุณภาพ อย่างดี มีความปลอดภัย และไม่มีผลกระทบด้านร้ายต่อสิ่งแวดล้อม เป็นที่ต้องการมากในการผลิตอาหาร และยาไม่ว่าจะเป็น ซีอิ๊ว เต้าเจี้ยว หรือ ยาปฏิชีวนะ ในการผลิตสารเคมีที่ใช้ในอุตสาหกรรมและใน ครัวเรือน ไม่ว่าจะเป็นยาสีพัน หรือ พลาสติก ประเทศไทยมีข้อได้เปรียบอยู่แล้ว ตรงที่เป็น ประเทศผลิตอาหารส่งออก จึงน่าจะให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีชีวภาพในระดับพื้นฐานเหล่านี้ เร่งรัดเพิ่มขีดความสามารถของเราเอง เพื่อเพิ่มคุณค่าของสินค้าให้แข่งขันกับ นานาประเทศได้ และจะทำให้คุณภาพชีวิตของคนไทยดีขึ้น

เทคโนโลยีชีวภาพใหม่เข้ามาผสมผสาน
แม้ในการใช้เทคนิคพื้นๆ เช่น การผสมพันธุ์พืชแบบเดิม เทคโนโลยีชีวภาพแผนใหม่ ก็เข้ามีอิทธิพลมากขึ้นเป็นลำดับ เช่น การตรวจลักษณะทางพันธุกรรมของสัตว์ หรือ พืชที่นำมาผสมกัน หรือลักษณะของจุลชีพที่คัดเลือกมาใช้ในการหมักดอง หรือการบำบัดน้ำเสีย แต่เดิมมาเรามักยึด รูปพรรณสัณฐาน แต่ในปัจจุบันจะใช้ "ลักษณะทางพันธุกรรม" เป็นหลัก เนื่องจากดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดจะมีลักษณะเฉพาะตัว มีรหัสที่เป็นเสมือนลายนิ้วมือของตนเอง สามารถนำมาบันทึกเป็น "ลายพิมพ์ดี เอ็น เอ" ที่มีความเฉพาะเจาะจงได้ วิธีการโดยทั่วไป คือ ใช้ "กรรไกร" ตัดดีเอ็นเอตรงที่ ต่างๆ กรรไกรดังกล่าวคือ เอ็นไซม์ หรือ โปรตีน ที่มีหน้าที่ตัดดีเอ็นเอเฉพาะตรงที่มีรหัสระบุ เมื่อตัดได้ชิ้นดีเอ็นเอที่มีความยาวแตกต่างกันแล้วแต่ ลักษณะทางพันธุกรรมแล้ว ก็สามารถตรวจได้ว่า มีอะไรบ้าง โดยนำไปแยกด้วยไฟฟ้า จะได้แบบแผนของดีเอ็นเอที่ถูกตัดสั้นยาวต่างกันเป็นลักษณะ เฉพาะตัว และนำไปตรวจดูได้
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนมีลายพิมพ์ดีเอ็นเอของตน เทคนิคตรวจลายพิมพ์ดีเอ็นเอนี้ ไม่เพียงนำมาใช้ตรวจลักษณะ
ของพืช สัตว์ และจุลชีพ เพื่อประโยชน์ในการพัฒนาพันธุ์ ตามที่กล่าวมาแล้วเท่านั้น แต่ยังนำมาใช้ในการวินิจฉัยโรคต่างๆ ในการตรวจเชื้อโรคที่ปนเปือ้นในอาหาร หรือในการตรวจพันธุกรรม ของมนุษย์ เช่น ตรวจว่า เป็นบุตรของผู้หนึ่งผู้ใดหรือตรวจหาว่า ผู้ใดเป็น อาชญากร ในการตรวจต้องการดีเอ็นเอในปริมาณน้อยมาก เพราะเป็นการตรวจที่มีความไวสูง เช่น อาจตรวจจากน้ำลายที่ถูกบ้วนทิ้งไว้ หรือแม้แต่ คราบน้ำลาย บนก้นบุหรี่ ก็สามารถสืบหา ตัวอาชญากรได้ ที่ทำได้เช่นนั้นก็เพราะมีเทคนิคเรียกว่า PCR ที่จะขยาย ปริมาณ ดีเอ็นเอ ที่มีอยู่น้อย จนเพียงพอที่จะตรวจได้อย่างชัดเจนไม่ผิดพลาด จึงมีการนำมาใช้แทนที่ เทคนิคเดิมมากขึ้นทุกที แม้จะมีราคาค่อนข้างแพงก็ตาม

เทคโนโลยีชีวภาพผสมกับเทคโนโลยีสารสนเทศ

เทคโนโลยีชีวภาพยุคใหม่ มีความเชื่อมโยงกับเทคโนโลยีสารสนเทศอยู่มาก การหาและใช้ข้อมูล ที่มีอยู่ในยีน ข้อมูลที่สำคัญ คือ ข้อมูลลำดับอักษรของดีเอ็นเอ อักษรแต่ละตัว คือสารเคมีที่เรียกว่า เบส ซึ่งมีอยู่ 4 ชนิดด้วยกัน ได้แก่ A T G C ยีนต่างๆ มีการเรียงตัวของเบส 4 ชนิดนี้แตกต่างกันออกไป เช่น AGTC ATGC AATCCG เป็นต้น เมื่อรู้ลำดับการเรียงตัวของยีน ก็จะสามารถรู้ได้ว่า มันมีหน้าที่อย่างไร ทำให้เกิดการสร้างโปรตีนอะไรภายในเซลล์ เปรียบเสมือนได้รู้ "แผนงานละเอียด" ของสิ่งมีชีวิตนั้นทีเดียว นักวิทยาศาสตร์จึงต้องการ ที่จะล่วงรู้ลำดับเบสของดีเอ็นเอ ไม่ว่าจะเป็น ของจุลชีพซึ่งมีอยู่หลายล้านเบสหรือของคน ซึ่งมีอยู่ประมาณ 3,500 ล้านเบส ดีเอ็นเอทั้งสิ้นในสิ่งมีชีวิต หนี่งๆ เรียกว่า ยีโนม ของมัน การหาลำดับเบสมากมาย ในยีโนมเช่นนี้ ทำได้โดยตัดแบ่งออกเป็นชิ้นๆ แล้วไปหาลำดับ ในแต่ละชิ้น จากนั้นเอากลับมาปะติดปะต่อกันใหม่ คล้ายกับเอาหน้าหนังสือที่ฉีกขาดไปแล้ว กลับมาต่อใหม่
ทั้งหมดนี้เป็นงานยืดยาวมหาศาล ไม่เพียงต้องใช้การ วิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ต้องใช้เทคโนโลยี - สารสนเทศ (Information Technology - IT) ช่วยในการเก็บและวิเคราะห์ ข้อมูล การวิเคราะห์ทำได้ หลายด้าน เช่น วิเคราะห์ความเหมือนและความต่างระหว่างยีนต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตเดียวกัน กับสิ่งมีชีวิต แตกต่างกัน วิเคราะห์โครงสร้างและหน้าที่ของยีน รวมถึง โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนที่เป็นผลผลิต ของยีน การพัฒนาอินเทอร์เน็ตทำให้สามารถเข้าถึง ข้อมูลเหล่านี้ได้ไม่ว่าจะอยู่ทีใดในโลก มีการพัฒนา Software สำหรับการวิเคราะห์เหล่านี้ รวมถึงช่วยให้เข้าถึงข้อมูลสาธารณะที่มีอยู่แล้วในอินเตอร์เน็ต พัฒนาการเช่นนี้เป็นสิ่งที่ ประเทศกำลังพัฒนาเช่นประเทศไทยควรตระหนักและพยายาม เพิ่มขีดความสามารถของตน ในการเข้าถึง และใช้ข้อมูลเหล่านี้ให้เป็นประโยชน์ พัฒนาการนี้แตกต่าง ไปจาก แนวโน้ม อีกประการหนึ่ง คือ การปกปิดข้อมูลที่มีประโยชน์ในเชิงการค้า ซึ่งก็มีมากขึ้นด้วยเช่นกัน
การเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับลำดับเบสในดีเอ็นเอ และการวิเคราะห์ทางชีววิทยา- สมัยใหม่โดยทั่วไป ได้พัฒนามาเป็นวิทยาการแขนงใหม่ที่อาจเรียกว่า ชีวสารสนเทศ Bioinformatics เป็นศาสตร์ที่ผสมระหว่าง ชีววิทยา กับ สารสนเทศศาสตร์ ซึ่งกำลังมาแรง และเป็นที่ต้องการของวงการอุตสาหกรรม และวงวิชาการเทคโนโลยีชีวภาพเป็นอย่างยิ่ง ชีวสารสนเทศไม่เพียงมีประโยชน์ในการวิเคราะห์ดีเอ็นเอเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์มาก ในการศึกษาโครงสร้างของโปรตีน และสารชีวภาพอื่นๆ ซึ่งการศึกษาโมเลกุลเหล่านี้ต้องใช้เทคนิค เช่น การฉายรังสีเอกซ์ เข้าไปในผลึกของมัน แล้วนำภาพที่เกิดขึ้นมาวิเคราะห์ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสารสนเทศ ทำให้การวิเคราะห์โครงสร้างเหล่านี้ง่ายดายขึ้น ละเอียดขึ้น และให้ข้อมูลที่นำไปใช้ในการออกแบบยา วัคซีน หรือ ตรวจวินิจฉัยโรคได้ดียิ่งขึ้น


สู่โลกอนาคต

มนุษย์มียีโนมที่มีลำดับตัวอักษร หรือ ลำดับเบสอยู่ถึงประมาณ 3,500 ล้านเบส การหาลำดับเบสของยีโนมของมนุษย์เป็นโครงการใหญ่ที่สุดในชีววิทยา ได้เริ่มมาประมาณ 10 ปี แล้ว มีการแบ่งและแข่งกันทำระหว่างกลุ่มต่างๆ ข้อมูลทั้งหมดที่จะออกมาในช่วงต้น ศตวรรษหน้า จะมีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านการแพทย์ และด้านอื่นที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากเราหวังว่า จะได้รู้จักยีนต่างๆ พอที่จะเข้าใจกลไกการเกิดโรค และรู้วิธีการวินิจฉัย และการรักษาโรค ซึ่งจะทำให้มีวิธีตรวจรักษา และมียาใหม่ๆ ที่ดีขึ้นกว่าเดิมมาก
ในขณะนี้มีการค้นพบยีนใหม่ๆ ของมนุษย์อยู่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ยีนที่ควบคุม- การสร้างภูมิคุ้มกันโรค ยีนควบคุมความอ้วน ยีนควบคุมการชรา และแม้แต่ยีนที่ส่งผลให้เซลล์ จบชีวิตของตนเองลง เป็นต้น จึงเป็นที่คาดหวังว่า 20 ปีข้างหน้าจะเป็นยุคใหม่ของการแพทย์ ที่เราเข้าใจกลไกการดำรงชีวิตของเราเอง กลไกของการชราภาพ และการเกิดโรคต่างๆ จนสามารถคิดค้นยาและวิธีการที่จะทำให้ชีวิตยืนยาวขึ้น สุขภาพแข็งแรงขึ้น และคุณภาพชีวิตดีขึ้น
ในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา การตรวจดีเอ็นเอมีการพัฒนาจนตรวจได้แม่นยำ ละเอียด และรวดเร็วขึ้น การตรวจว่าชิ้นดีเอ็นเอมีการเรียงลำดับอักษรของมันอย่างไร ทำได้โดย ใช้ตัวตรวจที่เป็นสายดีเอ็นเอสายเดี่ยว ที่มีลำดับอักษรคล้องของกันกับสายที่ต้องการตรวจ เมื่อใส่ตัวอย่าง เช่น เลือดที่มีดีเอ็นเอที่ต้องการตรวจลงไป สายดีเอ็นเอนี้จะไปจับกับสายดีเอ็นเอ ที่เป็นตัวตรวจนั้น ได้มีพัฒนาการใหม่ คื อ การทำ ดีเอ็นเอชิป หรือ ยีนชิป ซึ่งเป็นแผ่นแก้วเล็กๆ ที่มีสายดีเอ็นเอตัวตรวจต่างๆนับหมื่นเรียงกันอยู่ ตัวตรวจที่จับกับสายดีเอ็นเอในตัวอย่าง จะก่อสัญญาณที่ตรวจพบได้ แบบแผนของการจับคคู่ดีเอ็นเอระหว่างตัวตรวจกับตัวอย่าง ที่ต้องการตรวจนี้ จะถูกนำไปเข้าคอมพิพิวเตอร์เพื่อแปลผลออกมาได้ ด้วยวิธีนี้จะสามารถตรวจ ลักษณะพันธุกรรมได้อย่างละเอียด ไม่ว่าจะเป็นการตรวจเชื้อโรค พืช สัตว์ หรือ มนุษย์ก็ตาม
การใช้ยีนชิป โดยใช้ลำดับอักษรเบสของยีนของมนุษย์ที่จะได้รู้จากโครงการยีโนมมนุษย์ ในไม่ช้า จะทำให้สามารถทำนายล่วงหน้าได้ว่า แต่ละคนมีโรคที่เกี่ยวเนื่องกับพันธุกรรมของตน หรือ จะมีโอกาสมีโรคดังกล่าวมากน้อยเพียงใด โรคหลายโรค เช่น มะเร็ง ความดันโลหิตสูง เบาหวาน ส่วนหนึ่งมีสาเหตุมาจากพันธุกรรม ประเด็นที่น่าคิดก็คือ การรู้ล่วงหน้าเช่นนี้ จะมีผลอย่างไร การรู้ล่วงหน้าอาจทำให้ระวังไม่ให้โรคมาถึงก็ได้ แต่ในกรณีที่ป้องกันไม่ได้ การรู้ชะตากรรมล่วงหน้าเช่นนี้จะดีต่อคุณภาพชีวิตหรือ บริษัทประกันชีวิตควรมีสิทธิ์รู้ข้อมูล เหล่านี้เพียงไร คู่รักที่กำลังจะแต่งงานล่ะ คำถามเช่นนี้เป็นคำถามใหม่ที่ยังไม่มีคำตอบแน่ชัด

ปลอดภัยแค่ไหน

เท่าที่ผ่านมา เทคโนโลยีชีวภาพแผนใหม่ให้ประโยชน์ในด้านการแพทย์มากที่สุด คือ ทำให้ได้ยาใหม่ๆ และค้นพบวิธีการรักษาพยาบาลใหม่ๆ ที่ได้ผลกว่าเดิมมากดังที่กล่าวมาแล้ว แต่ในระยะไม่กี่ปีที่ผานมา เทคโนโลยีชีวภาพแผนใหม่เริ่มมีบทบาทมากขึ้นเป็นลำดับ ในด้านการเกษตร อุตสาหกรรมการเกษตร และด้านสิ่งแวดล้อม
การนำไปใช้ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยี- ชีวภาพใหม่ในอนาคตอันใกล้นี้ คือ การใช้พืชและสัตว์ ที่พัฒนาขึ้นใหม่ โดยในช่วงแรกนี้จะยังเป็นเพียงการ นำเอาเทคโนโลยีด้าน ดีเอ็นเอมาใช้ใน "การผสมและ คัดเลือกพันธุ์" แต่ในไม่ช้าจะมีการนำเอา "พืชและสัตว์ข้ามพันธุ์" มาใช้มากขึ้น นั่นคือ พืชและสัตว์ที่มียีนพิเศษจากแหล่งอื่นอยู่ด้วย ตัวอย่างเช่น ฝ้ายที่มียีนต้านหนอนเจาะสมอฝ้ายอยู่ ข้าวที่มียีนต้านทานไวรัส พริกหรือ มะเขือเทศที่มียีนป้องกันไม่ให้เหี่ยวเร็ว ผลไม้ที่มีวิตามินมากกว่าปกติ ปศุสัตว์ที่มียีนทำให้โตเร็ว หรือมีนมมากขึ้น เป็นต้น
ในอนาคตที่ไกลออกไปอีกหน่อย จะมีพืชหรือสัตว์ที่มีผลผลิต เช่น ยา หรือวัคซีนของมนุษย์ อยู่ในผลผลิต ปัจจุบันมีการทดลองและผลิตพืชและสัตว์ข้ามพันธุ์ดังกล่าวมากขึ้นเรื่อยๆ บางชนิดก็เข้าสู่ตลาดแล้ว
ประเด็นสำคัญในเรื่องนี้ไม่ใช่ประเด็นทางเทคโนโลยี ซึ่งค่อนข้างชัดเจนแล้วว่า ไม่มีอุปสรรคที่เกินกว่าจะแก้ได้ ประเด็นสำคัญกลับอยู่ที่ การยอมรับของสังคม การผลิตพืช และสัตว์ข้ามพันธุ์ และการใช้ผลผลิตของมันนั้นเป็นเรื่องค่อนข้างใหม่ จึงเกิดข้อกังขา 2 ข้อใหญ่ๆ คือ ความปลอดภัยต่อสุขภาพของประชาชนทั่วไป และผู้บริโภค และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ในด้านความปลอดภัยต่อประชาชนทั่วไปและผู้บริโภคนั้น ต้องนึกถึงความเป็นไปได้ที่ สิ่งมีชีวิตข้ามพันธุ์ เช่น เชื้อโรคที่ได้รับยีนใหม่ๆ เข้าไป โดยบังเอิญหรือจงใจก็แล้วแต่จะกระจาย ออกไปเป็นภัยต่อมนุษย์ เรื่องนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คำนึงถึงตั้งแต่แรกที่สามารถตัดต่อยีน ได้เมื่อเกือบ 30 ปีก่อน ในด้านหลักการแล้ว การที่สิ่งมีชีวิต มียีนใหม่ที่ไม่ใช่ธรรมชาติ ของตนอยู่นั้น เป็นภาวะที่ทำให้ อ่อนแอลง และจะไม่สามารถแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตที่มียีน ตามธรรมชาติได้อยู่แล้ว ในการสร้างจุลชีพข้ามพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้จุลชีพลักษณะพิเศษ ที่จะอยู่ได้ด้วยตนเองนอกห้องปฏิบัติการไม่ได้ เพื่อให้เกิดความปลอดภัยขึ้นอีกด้วย แม้กระนั้นก็ยังมีความเป็นห่วงในประเด็นนี้อยู่มาก จึงได้มีการออกเกณฑ์ต่างๆในการควบคุม ความปลอดภัยทางชีวภาพขึ้นอย่างเคร่งครัด การทดลองหลายอย่างที่ยังไม่อาจมั่นใจได้ ในความปลอดภัยจะถูกยับยั้ง จากเวลาที่ผ่านไปและประสบการณ์ที่มากขึ้น ปัจจุบันมีเกณฑ์สากล ในการสร้างจุลชีพข้ามพันธุ์ และการทำพันธุวิศวกรรมที่กำหนดให้ทำในห้องปฏิบัติการที่มี ความปลอดภัยสูง ซึ่งไทยก็ปฏิบัติตามอยู่ จึงค่อนข้างมั่นใจได้ว่าจะไม่มีปัญหาดังกล่าวเกิดขึ้น
อีกประเด็นหนึ่งที่มีการถกเถียงกันอยู่ คือ ความเสี่ยงในการนำพืชข้ามพันธุ์มาใช้ ตัวอย่างเช่น พืชที่มียีนต้านแมลงอยู่ ข้อดี คือ เกษตรกรจะไม่ต้องใช้สารเคมีฆ่าแมลง ซึ่งอาจมีพิษต่อ สิ่งแวดล้อมและต่อสุขภาพของเกษตรกร ข้อเสีย ก็คือ หลายคนเป็นห่วงว่า ยีนดังกล่าวอาจมี ผลกระทบที่ไม่ต้องการ เช่ น ไปทำอันตรายต่อแมลงที่เป็นประโยชน์ประเภทผึ้งหรือตัวไหม ความเสี่ยงเช่นนี้บางครั้งมองเห็นไม่ชัด แต่อาจมีความสำคัญ ต้องนำมาพิจารณาร่วมกับ ประโยชน์ที่มองเห็นได้ชัดกว่า
ความเสี่ยงต่อการบริโภคผลผลิตที่มาจากพืช สัตว์ หรือจุลชีพข้ามพันธุ์ เป็นประเด็นสำคัญ ที่กำลังมีการถกเถียงกันทั่วโลก โดยเฉพาะในยุโรปที่ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้มาก เมื่อคราวเกิดโรควัวบ้าทีอาจแพร่เชื้อมาติดคนได้ แม้เหตุการณ์นี้จะไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ ประเด็นที่ห่วงใย แต่หลายคนก็เห็นว่า น่าจะเป็นบทเรียนที่ดี โรควัวบ้านั้นเกิดจากการไม่ระวัง ตรวจตราแหล่งที่มาของอาหารสัตว์ จึงมีผู้คัดค้านการนำผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตข้ามพันธุ์มาใช้ เนื่องจากไม่รู้ว่าจะเกิดอันตรายอะไร มีการเรียกอาหารจากผลผลิตเช่นนี้ว่า อาหารแฟรงเกนสไตน์ คนอีกส่วนหนึ่งเห็นว่า อาจนำมาใช้ได้แต่ต้องติดฉลากให้ชัดเจน การคัดค้านที่เกิดขึ้นส่วนหนึ่ง มาจากความกลัวในสิ่งที่ไม่คุ้นเคย อีกส่วนหนึ่งมาจากความรอบคอบก่อนรับสิ่งใหม่มาใช้
สังคมไทยเองก็ควรพิจารณาถกเถียงในเรื่องนี้โดยละเอียดเช่นกัน โดยน่าจะมีหลักการว่า ควรหลีกเลียงความกลัวที่มาจากอวิชชา อันอาจทำให้ประเทศไทยเสียโอกาสในการพัฒนา การเกษตรและอุตสาหกรรมอาหารไป แต่ในขณะเดียวกัน ก็ไม่ควรผลีผลามรับเทคโนโลยีใหม่ๆ โดยไม่วิเคราะห์ผลดีผลเสียให้ละเอียดรอบคอบเสียก่อน กล่าวโดยรวมแล้ว เทคโนโลยีชีวภาพแผนใหม่ทรงพลังสูง และมีศักยภาพมากต่อการส่งเสริมการเกษตร และ อุตสาหกรรม เกินกว่าที่จะปฏิเสธเสียแต่ต้นเพราะกลัวในสิ่งที่ไม่รู้ อย่างไรก็ดี ผู้บริโภคจะต้อง ได้รับข้อมูลที่ถูกที่ควร การติดฉลากอาหารที่มาจากสิ่งมีชีวิตข้ามพันธุ์นั้นเป็นสิ่งที่ควรทำ ทำนองเดียวกับอาหารฉายรังสี ที่เคยมีผู้เป็นห่วงว่าจะมีอันตรายต่อผู้บริโภค การติดฉลากระบุว่า เป็นอาหารฉายรังสี ทำให้ผู้บริโภคมีสิทธิ์เลือก หากผู้บริโภคมีข้อมูลและทางเลือก ปัญหาก็จะค่อยๆ หมดไป

ไทยควรทำอะไร
การปฏิวัติทางเทคโนโลยีชีวภาพที่กำลังเกิดขึ้น จะมีความสำคัญต่อมนุษยชาติไม่น้อยไปกว่า การปฏิวัติทางเทคโนโลยีสารสนเทศ แม้จะต่างกันบ้างตรงที่จะใช้เวลานานกว่าในการพัฒนา ผลผลิตจากการวิจัย ซึ่งส่วนหนึ่งเนื่องจากเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ ความเป็นอยู่ของมนุษย์ และสิ่งแวดล้อม ที่จะต้องมีการตรวจวิเคราะห์อย่างละเอียดเสียก่อน
ไทยเป็นประเทศที่อยู่ในแถบร้อนและชื้น มีความหลากหลายทางชีวภาพ เฉพาะพืช อย่างเดียว ไทยก็มีอยู่ถึงหนี่งในสิบของพืชทั้งหมดในโลก ทั้งยังเป็น ดินแดนต้นกำเนิดของพืชสำคัญหลายชนิด เช่น กล้วย เป็นต้น ในด้านจุลชีพรวมทั้งพวกเห็ด รา ประเทศไทยก็มี อยู่หลากหลายมาก หลายตัวมีคุณสมบัติน่าสนใจ เช่น สามารถ ฆ่าแมลงได้ ขณะนี้ สวทช. ได้ร่วมกับ สกว., สนับสนุนการวิจัยโครงการความหลากหลายทางชีวภาพ เพื่อศึกษา อนุรักษ์ และนำความหลากหลายนี้มาใช้ประโยชน์ เช่น นำเชื้อราที่มีคุณสมบัติฆ่าแมลงไปใช้เป็น สารกำจัดแมลง หรือนำไปศึกษาส่วนประกอบเพื่อพัฒนาเป็นสารฆ่าแมลงจากธรรมชาติ เป็นต้น
ไทยเป็นเมืองเกษตรมาแต่เดิม ปัจจุบันก็อาศัยส่งออกสินค้าเกษตรนำเงินตราเข้าประเทศ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เราได้พึ่งอุตสาหกรรมที่ไม่เกี่ยวข้องกบการเกษตรมากขึ้น นับตั้งแต่ "เศรษฐกิจฟองสบู่" แตก เราจำเป็นต้องปรับแนวคิดหลักสำหรับอนาคต บัดนี้ค่อนข้างชัดเจน แล้วว่า เราไม่สามารถแข่งขันในอุตสาหกรรมหลายชนิดที่ต้องการแค่แรงงานราคาถูก หรือ ผลิตผลทางการเกษตรที่มูลค่าผลผลิตต่ำจากการไร้เทคโนโลยี
มีทางรอดอย่างไรสำหรับประเทศไทยที่ถูกต่างชาติตราหน้าว่า มีดีแค่เซ็กซ์ และสนามกอล์ฟ ทางรอดก็คือ ไทยจะต้องให้ความสำคัญกับการสร้างความรู้ ความสามารถทางวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีให้มากขึ้น เพื่อให้สามารถพึ่งตนเองได้ในการผลิตสินค้าและบริการที่มีมูลค่าสูงขึ้น สามารถแข่งขันในตลาดสากลได้ เทคโนโลยีชีวภาพเป็นเครื่องมือสำคัญสู่ทางรอดนี้
ประเทศไทย มี"ต้นทุน" อยู่ไม่น้อย เรามีความรู้ ความสามารถด้านการเกษตรเป็นทุนเดิม อยู่แล้ว ลมฟ้าอากาศ ก็เอื้อหนุนให้ได้ผลิตผลที่ดีมีคุณภาพ อีกทั้งเทคโนโลยีชีวภาพที่เป็น ความร่วมมือระหว่างผู้มีความรู้ ความสามารถในด้านวิทยาการการแพทย์ การเกษตร สิ่งแวดล้อม และวิศวกรรมกระบวนการ ไทยเราเองก็ไม่น้อยหน้าใคร หากรัฐบาลให้การสนับสนุน ไทยก็มีศักยภาพที่จะไปได้ไกล ดูแต่สิงคโปร์ซึ่งมีประชากร น้อยกว่าเราหลายสิบเท่า แถมไม่ค่อยมีทรัพยากรชีวภาพเลย กลับให้การสนับสนุนเทคโนโลยีชีวภาพมากกว่าไทยหลายเท่า การสนับสนุนนี้ทำให้เกิดภาพว่า รัฐบาลของเขาเอาจริง ทำให้นานาชาติเข้ามาลงทุน ก่อให้เกิดผลพวงที่คุ้มกับการทุ่มเท ของรัฐบาล
ประเทศไทยมีความอุดมสมบูรณ์จนมีคำกล่าวว่า ในน้ำมีปลา ในนามีข้าว ขณะที่เพื่อนบ้านต้องอดอยาก ไฉนเราจึงจะปล่อยให้โอกาสทองหลุดมือไปเล่า ????????

วันพุธที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

วงจรอิเล็กทรอนิกส์และการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์





อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

อิเล็กทรอนิกส์ (Electronics) หมายถึง การควบคุมหรือออกแบบการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า ซึ่งมีชิ้นส่วน หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนประกอบของวงจร ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า

ตัวต้านทาน (Resistor)

ตัวต้านทานเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่มีสมบัติในการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแบ่งเป็น 3 ประเภท ได้แก่
1) ตัวต้านทานคงที่ Fixed Value Resistor เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานของการไหลของกระแสไฟฟ้าคงที่ สามารถอ่านค่าความต้านทานได้จากแถบสีที่คาดอยู่บนตัวความต้านทาน มีหน่วยเป็นโอห์ม Ω
สัญลักษณ์ในวงจรคือ

2) ตัวต้านทานที่เปลี่ยนค่าได้ Variable Value Resistor เป็นตัวต้านทานที่เมื่อหมุนแกนของตัวต้านทาน แล้วค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงไป นิยมใช้ในการควบคุมค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การเพิ่ม ลดเสียงในวิทยุหรือโทรทัศน์ เป็นต้น
สัญลักษณ์ในวงจรคือ

3) ตัวต้านทานไวแสง หรือ แอลดีอาร์ ; LDR ย่อมาจาก Light Dependent Resistor เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ โดยค่าความต้านทาน ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ตกกระทบ ถ้าแสงที่ตกกระทบมีปริมาณมาก LDRจะมีค่าความต้านทานต่ำ
สัญลักษณ์ในวงจรคือ


4) ตัวต้านทานไวความร้อน (Thermistor)เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ ใช้เป็นอุปกรณ์ในเครื่องเตือนอัคคีภัย ตู้อบอาหาร
สัญลักษณ์ในวงจรคือ




การอ่านค่า




ตัวเก็บประจุ (Capacitor)


ตัวเก็บประจุ (Capacitor)เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่สะสมประจุไฟฟ้า หรือคายประจุไฟฟ้าให้กับวงจร หรืออุปกรณ์อื่นๆ


ตัวเก็บประจุโดยทั่วไปแบ่งเป็น 3แบบ ตามฉนวนที่ใช้ ได้แก่
1) ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก(Ceramic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้เซรามิกกั้นระหว่างแผ่นตัวนำไฟฟ้า จะต่อขาใดเข้ากับขั้วบวกหรือขั้วลบก็ได้ ส่วนใหญ่ใช้กับแรงเคลื่อนไฟฟ้าประมาณ50- 20000 โวลต์
2) ตัวเก็บประจุชนิดน้ำยา(Electrolyte Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์กั้น และมีฉนวนบางๆของสารประกอบออกไซด์ เกาะอยู่บนแผ่นอลูมิเนียมบางๆ เป็นตัวเก็บประจุชนิดมีขั้ว เมื่อนำไปต่อกับวงจร ต้องต่อขั้วให้ถูกต้อง
3) ตัวเก็บประจุชนิดไมลาร์(Mylar Capacitor) มีความทนทานสูง ทนต่อน้ำและความชื้น และค่าความจุไม่เปลี่ยนค่าตามสภาพความชื้น


สัญลักษณ์ในวงจรของตัวเก็บประจุคือ หรือ



วงจรตัวเก็บประจุ (Capaciter Circuit)

วงจรตัวเก็บประจุ คือการต่อตัวเก็บประจุแต่ละตัวร่วมกัน โดยจัดในรูปแบวงจร สามารถจัดวงจรตัวเก็บประจุได้ 3 แบบ คือวงจรอนุกรม วงจรขนาน และวงจรผสม วงจรตัวเก็บประจุแต่ละชนิดมีคุณสมบัติของวงจรแตกต่างกันไปดังนี้

วงจรตัวเก็บประจุแบบอนุกรม เป็นการนำตัวเก็บประจุแต่ละตัวมาต่อเรียงลำดับกันไป ชนิดหัวต่อท้ายเป็นลำดับไปเรื่อยๆ การต่อตัวเก็บประจุแบบนี้ มีผลให้ฉนวนของตัวเก็บประจุมีความหนามากขึ้น แผ่นโลหะตัวนำ 2 แผ่นหัวท้ายของตัวเก็บประจุรวมห่างกัน มีผลให้ค่าความจุรวมของตัวเก็บประจุลดลง


วงจรตัวเก็บประจุแบบขนาน เป็นการนำตัวเก็บประจุแต่ละตัวมาต่อคร่อมขนานกันทุกตัว มีจุดต่อร่วมกัน 2จุด การต่อตัวเก็บประจุแบบนี้ เป็นการเพิ่มพื้นที่ของแผ่นโลหะตัวนำในตัวเก็บประจุรวมทำให้ค่าความจุของตัวเก็บประจุรวมเพิ่มขึ้น




วงจรตัวเก็บประจุแบบผสม เป็นการต่อตัวเก็บประจุร่วมกันระหว่างการต่อแบบอนุกรมและการต่อแบบขนาน การต่อตัวเก็บประจุแบบผสมไม่มีมาตรฐานแน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะการต่อวงจรที่ต้องการ



ค่าความจุของตัวเก็บประจุจะมีหน่วยเป็น
ฟารัด ( Farad ) ใช้ตัวอักษรย่อคือF แต่ตัวเก็บประจุที่ใช้กันทั่วไปมักมี
หน่วยเป็นไมโครฟารัด ( µ F ) ซึ่ง1 F มีค่าเท่ากับ 10 6 µ F


ไดโอด (Diode)


ไดโอด (Diode) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ทางเดียว ทำจากสารกึ่งตัวนำ แบ่งเป็น 2 ชนิด ดังนี้
1) ไดโอดธรรมดา(Normal Diode) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลทางเดียว ทำจากสารกึ่งตัวนำมีขั้วคือ ขั้วแอโนด และแคโทด


สัญลักษณ์ในวงจรคือ
2) ไดโอดเปล่งแสง(Light Emitting Diode; LED) สามารถเปล่งแสงออกมาได้ เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า ให้เป็นพลังงานแสง แสงที่เปล่งออกมามีหลายสี ขึ้นกับชนิดของสารกึ่งตัวนำที่ผลิต

สัญลักษณ์ในวงจรคือ


ประโยชน์ของไดโอด
ประโยชน์ของไดโอด
1)ไดโอดธรรมดา ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลไปทิศทางเดียว หากต่อวงจรผิด กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลได้ จึงช่วยป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่ให้ถูกทำลายจากกระแสไฟฟ้า
2)ไดโอดเปล่งแสง ใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆที่มีตัวเลขและตัวหนังสือเรืองแสง เช่น วิทยุเทป หน้าปัดนาฬิกา เครื่องคิดเลข จอคอมพิวเตอร์

วงจรไดโอด
การต่อไดโอด
ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว ถ้าต่อไดโอดกลับทางกระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลได

วงจรของไดโอดเปล่งแสง
ไดโอดเปล่งแสง (LED) จะเปล่งแสงออกมาเมื่อมีความต่างศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่า2 โวลต์ แต่ไม่เกิน 6 โวลต์ เพราะถ้าต่อกับความต่างศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่า 6 โวลต์ ไดโอดเปล่งแสงจะเสียหาย ดังนั้นในวงจรจะต้องต่อตัวต้านทานไวด้วย เพื่อป้องกันไดโอดเสียหาย




ทรานซิสเตอร์(Transistor)
ทรานซิสเตอร์ (Transistor)

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ ทรานซิสเตอร์แต่ละชนิดจะมี 3 ขา ได้แก่
1. ขาเบส ( Base : B )
2. ขาอิมิตเตอร์ ( Emitter : E )
3. ขาคอลเล็กเตอร์ ( Collector : C )

หากแบ่งประเภทของทรานซิสเตอร์ตามโครงสร้างของสารที่นำมาใช้จะแบ่งได้ 2แบบ คือ
1) ทรานซิสเตอร์ชนิด พีเอ็นพี ( PNP ) เป็นทรานซิสเตอร์ที่จ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์ต่ำกว่าขาอิมิตเตอร ์
สัญลักษณ์ในวงจรคือ


2) ทรานซิสเตอร์ชนิด เอ็นพีเอ็น ( NPN ) เป็นทรานซิสเตอร์ที่จ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์สูงกว่าขาอิมิตเตอร์
สัญลักษณ์ในวงจรคือ

ประโยชน์ของทรานซิสเตอร์
1) เป็นวงจรขยายในเครื่องรับวิทยุ โทรทัศน์
2) เป็นสวิตซ์ปิด-เปิด ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า (โดยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านหรือไม่ผ่านเข้าขาเบส)
วงจรทรานซิสเตอร์
ทรานซิสเตอร์จะทำงานได้ต้องจ่ายไฟให้ที่ขาเบส (B) ซึ่งเป็นขาที่มีหน้าที่ในการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่จะไหลจากขาคอลเลกเตอร์(C)ไปสู่ขาอิมิตเตอร์(E)

หากให้กระแสไหลที่ขาเบสมาก จะทำให้กระแสไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์มาก

ถ้าให้กระแสไหลที่ขาเบสน้อย กระแสที่จะไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์น้อย
ด้วยหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์นี้ กสามารถนำทรานซิสเตอร์ไปประกอบในวงจรต่างๆ ได้มากโดยเฉพาะในวงจร ที่ต้องการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร






ซิลิคอนชิป (Silicon Chip)


ไอซี หรือซิลิคอนชิป เป็นแผงวงจรรวมที่นำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่างๆ มาใส่ไว้ด้วยกันในแผงวงจรขนาดเล็ก ผลิตโดยการลดขนาดของทรานซิสเตอร์ให้มีขนาดเล็กลงมากจนเหลือเพียงจุดเล็กๆเท่านั้น แต่มีประสิทธิภาพมากกว่าทรานซิสเตอร์
ประโยชน์ของซิลิคอนชิป

1)ใช้สำหรับบันทึกข้อมูล เช่น บัตรถอนเงิน (ATM) บัตรโทรทัศท์ โทรศัพท์มือถือ เป็นต้น

2)ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูลและสั่งงาน ซิลิคอนชิปประเภทนี้จะถูกบรรจุในวงจรของเครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์ที่มีปุ่ม หรือโปรแกรมควบคุมการทำงานของเครื่อง เช่น เครื่องซักผ้าอัตโนมัติ เครื่องเล่นซีดี ไมโครเวฟ หรือในการแพทย์ ได้นำซิลิคอนชิปประเภทนี้บรรจุในเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียม เพื่อไปกระตุ้นหัวใจผู้ป่วยให้มีอัตราการเต้นของหัวใจคงที่

3)ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูลและประมวลผล ซิลิคอนชิปประเภทนี้ช่วยในการเก็บข้อมูล และเรียกดูข้อมูลเหล่านั้นได้อย่างรวดเร็ว เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ กล้องถ่ายรูปดิจิตอล เป็นต้น




การต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์

การต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้ประโยชน์

ในการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์เราควรจะเข้าใจการทำงานทางอิเล็กทรอนิกส์เพื่อช่วยให้เข้าใจการทำงานของเครื่องมือ เครื่องใช้ต่างๆ มากขึ้น และสามารถนำมาพัฒนาคุณภาพของอุปกรณ์ร่วมต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ควรศึกษา ได้แก่
1. การต่อวงจรตัวต้านทาน ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์การต่อตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ ต้องต่อวงจรแบบอนุกรม เพราะตัวต้านทานชนิดนี้สามามารถควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร ให้ไหลมากหรือน้อยตามต้องการได้

รูปแสดงการต่อวงจรตัวต้านทาน

2. การต่อวงจรไดโอดเปล่งแสง การต่อไดโอดเปล่งแสงในวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะต้องต่อตัวต้านทานไว้ในวงจรด้วย เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเล็กน้อยก็ทำให้ไดโอดเปล่งแสงทำงานได้ ดังนั้นจึงต้องต่อตัวต้านทานไว้ในวงจรด้วยเพื่อลดปริมาณกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านไดโอดในปริมาณที่พอเหมาะ
รูปแสดงการต่อไดโอดเปล่งแปลง

3. การต่อวงจรทรานซิสเตอร์ การที่จะทำให้ทรานซิสเตอร์ ทำงานได้ต้องจ่ายไฟให้ที่ขาเบส (B) ซึ่งเป็นขาที่มีหน้าที่ในการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่จะไหลจากขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์ กล่าวคือหากให้กระแสไหลที่ขาเบสมาก จะทำให้กระแสไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์มาก แต่ถ้าให้กระแสไหลที่ขาเบสน้อย กระแสที่จะไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์น้อยลงไปด้วย ดังนั้นด้วยหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์นี้ ก็จะสามารถนำทรานซิสเตอร์ไปประกอบในวงจรต่างๆ ได้มากมาย โดยเฉพาะในวงจรที่ต้องการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร



รูปแสดงทรานซิสเตอร์

การประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน ต้องรู้จักเครื่องมือที่จะใช้เป็นอย่างดีและรู้วิธีการบัดกรี เช่น การใช้หัวแร้ง การใช้ตะกั่วบัดกรี ตลอดจนเทคนิคต่างๆ ที่ใช้ในการบัดกรีด้วยเพื่อไม่ให้เกิดการผิดพลาดในการต่อวงจร
ตารางแสดงอุปกรณ์ที่จำเป็นในการต่อวงจร
อุปกรณ์
การใช้งาน
1. มีดปอกสายไฟ
2. คีมปอกสายไฟหรือคีมตัดสายไฟ
3. ไขควงตรวจสอบไฟฟ้า
4. ปากคีบ
5. คีมปากจระเข้
6. หัวแร้งไฟฟ้า
7. ค้อน
8. ตะกั่วบัดกรี
9. กระดาษทราย
10. ตะไบแบน
- ใช้ปอกฉนวนออกจากสายไฟ
- ใช้ปอกฉนวนออกจากสายไฟได้ โดยออกแรงเพียงเล็กน้อย ถ้าออกแรงมากจะใช้ตัดสายไฟได้
- ใช้ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าในวงจร ถ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน หลอดนีออนในด้ามไขควงจะสว่าง
- ใช้จับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก
- ใช้จับอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อดึงหรืองออุปกรณ์
- ใช้ให้ความร้อนเพื่อทำให้ตะกั่วบัดกรีหลอมเหลว ในการเชื่อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์
- ใช้ทุบหรือเคาะวัสดุเพื่อให้ผิวเรียบก่อนนำมาบัดกรี
- ใช้ในการเชื่อมต่อวงจรต่างๆ เข้าด้วยกัน
- ใช้ทำความสะอาดผิวโลหะหรือชิ้นงาน
- ใช้ขัดหรือลบผิวของโลหะให้เรียบ

- การออกแบบวงจรไฟฟ้าต้องคำนึงถึงความปลอดภัยสำคัญที่สุด