หน้าแรกปกิณกะนักฟิสิกส์ทำสำเร็จ! ทลายกฎเหล็ก 165 ปี ปลดล็อกขีดจำกัดโซลาร์เซลล์  ที่เคยถูกมองว่าเป็นไปไม่ได้!...

นักฟิสิกส์ทำสำเร็จ! ทลายกฎเหล็ก 165 ปี ปลดล็อกขีดจำกัดโซลาร์เซลล์  ที่เคยถูกมองว่าเป็นไปไม่ได้!…

เผยแพร่

spot_img

ปัญหาคลาสสิกของแผงโซลาร์เซลล์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ คือมันมักจะสูญเสียพลังงานจำนวนมากไปกับการแผ่ความร้อนทิ้งสู่อากาศ สาเหตุหลักมาจาก “กฎการแผ่รังสีความร้อนของเคอร์ชอฟฟ์” (Kirchhoff’s law of thermal radiation) กฎฟิสิกส์เก่าแก่ตั้งแต่ปี 1860 ที่ระบุไว้ว่า วัสดุใดที่ดูดกลืนพลังงานรังสีได้เก่ง มันก็ต้องคายพลังงานนั้นออกมาได้เก่งเท่าๆ กันในทิศทางเดียวกันด้วย ทำให้เราเสียพลังงานไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

แต่เมื่อกลางปี 2025 ทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียสเตต (Penn State University) สามารถหาวิธีก้าวข้ามกฎข้อนี้ได้สำเร็จ พวกเขาสร้างแผ่นฟิล์มชนิดพิเศษ (metamaterial microfilm) ที่มีความหนาเพียง 2.2 ไมโครเมตร หรือบางยิ่งกว่าเส้นผมของเรา แผ่นฟิล์มนี้ถูกออกแบบมาอย่างแยบยลด้วยการนำสารกึ่งตัวนำ อินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (Indium Gallium Arsenide หรือ InGaAs) มาวางซ้อนกัน 5 ชั้นบนฐานทองคำบางๆ โดยแต่ละชั้นมีการปรับแต่งความหนาแน่นของอิเล็กตรอนให้ไม่เท่ากัน

เคล็ดลับที่ทำให้พวกเขาเอาชนะกฎธรรมชาติข้อนี้ได้ คือการใช้ “สนามแม่เหล็ก” ความเข้มข้นสูงถึง 5.0 เทสลาเข้าไปเหนี่ยวนำแผ่นฟิล์ม พลังของสนามแม่เหล็กได้เข้าไปกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาร่วมกันระหว่างไฟฟ้า ความร้อน และแม่เหล็ก (electro-thermo-magnetic effects) ภายในเนื้อวัสดุระดับจุลภาค

ผลที่ตามมาคือ วัสดุนี้เริ่มมีพฤติกรรมดูดความร้อนเข้ามา แต่ไม่คายออกไปในปริมาณที่เท่าเดิม (nonreciprocal thermal radiation) เมื่อทีมวิจัยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (spectrophotometer) วัดค่า พวกเขาพบความต่างระหว่างอัตราการดูดกลืนและการแผ่รังสีสูงถึง 0.43 ซึ่งในสภาวะปกติที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก ค่านี้จะต้องเป็นศูนย์เป๊ะเสมอตามกฎของเคอร์ชอฟฟ์

การค้นพบนี้ได้ปลดล็อกข้อจำกัดทางพลังงานครั้งใหญ่ เพราะมันเปิดทางให้เราสร้างอุปกรณ์ที่สามารถบังคับทิศทางของความร้อนที่กำลังจะสูญเสียไปเปล่าๆ ให้เลี้ยวไปเข้าอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานตัวอื่นที่รอรับอยู่ด้านข้างแทน เทคโนโลยีนี้จะเข้ามาพลิกโฉมแผงโซลาร์เซลล์ให้เก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ได้เต็มประสิทธิภาพมากขึ้น ยกระดับการทำงานของเซนเซอร์อินฟราเรด (infrared sensing) และยังเป็นรากฐานสำคัญสู่เทคโนโลยีขั้นสูงอย่างการพรางตัวจากความร้อน (thermal cloaking) ในอนาคตได้อย่างก้าวกระโดด

แหล่งอ้างอิง

[1] Zhang, Z., Dehaghi, A. K., Ghosh, P., & Zhu, L. (2025). Observation of Strong Nonreciprocal Thermal Emission. Physical Review Letters, 135(1), 016901.

[2] Rahman, F. (2025). Exploring Nonreciprocal Thermal Radiation: Challenging Kirchhoff’s Law through Metamaterial Microstructures-A Review. TK Techforum Journal, 2025(1), 35-40.

[3] Penn State University. (2025). Rewriting a scientific law to unlock the potential of energy, sensing and more. (News Release).

#ฟิสิกส์ #วิทยาศาสตร์ #พลังงานสะอาด #เทคโนโลยี #โซลาร์เซลล์ #นวัตกรรม #วิศวกรรม #สาระความรู้

ข่าวล่าสุด

ด่านตรวจผู้นำรัฐบาล  บทเรียนความอับอายของรัฐราชการที่ไร้ความเข้าใจวิธีปฏิบัติ

เข้าตรวจค้นรถยนต์ของนายกรัฐมนตรีโดยขาดความเข้าใจวิธีปฏิบัติ ไม่เพียงแต่มอบภาพลักษณ์ชวนหัวในโลกออนไลน์ แต่ยังเปิดแผลความบกพร่องเชิงโครงสร้างของรัฐราชการ

วิกฤตน้ำท่วมปัว สะท้อน“จุดอ่อน” บริหารจัดการน้ำชาติ

รายงานในพื้นที่ระบุปริมาณฝนราว 108-110 มิลลิเมตร ขณะที่กรมอุตุนิยมวิทยาได้เตือนล่วงหน้าถึงฝนตกหนักถึงหนักมากในภาคเหนือช่วง 18-21 สิงหาคม และความเสี่ยงน้ำท่วมฉับพลัน น้ำป่าไหลหลาก และดินถล่ม

“เล่าต๋า” จาก “ตลอดชีวิต“   เหลือ..”8 ปี“  ระบบ…กำลังบอกอะไรเรา ?

เมื่อคำพิพากษาเริ่มต้นที่ “จำคุกตลอดชีวิต” แต่ผลลัพธ์ปลายทางกลายเป็นระยะเวลารับโทษประมาณ 8-9 ปี ระบบกำลังบอกอะไรกับสังคมเกี่ยวกับความหมายของคำว่า “ตลอดชีวิต”

คนไทย “คลั่งกาแฟ” ล้นเมือง  แต่ไทยผลิตเมล็ดกาแฟไม่พอ  ช่องว่าง 8 หมื่นตันกำลังบอกอะไร?

คนไทยบริโภคกาแฟเฉลี่ยมากกว่า 340 แก้วต่อคนต่อปี และมูลค่าตลาดกาแฟไทยในปี 2568 อยู่ที่ประมาณ 65,000 ล้านบาท เพิ่มขึ้น 8.33% จากปีก่อน

ข่าวอื่นๆ

สปสช.มีมติ ยาแก้มะเร็ง โครงการฟ้าหญิงฯ  เข้าบัตรทอง

บอร์ด สปสช. (สำนักงานหลักประกันสุขภาพแห่งชาติ) ได้มีมติเห็นชอบให้เพิ่มสิทธิประโยชน์ยารักษามะเร็งนวัตกรรมไทย ซึ่งเป็นยามะเร็งแบบมุ่งเป้า (Targeted Therapy) เข้าสู่ระบบ "บัตรทอง 30 บาท"

อาบป่าฮีลใจ ให้ธรรมชาตินำทางสู่การฟื้นฟู

"อาบป่า" (Forest Bathing) การใช้เวลาในธรรมชาติอย่างมีสติ เพื่อเชื่อมโยงกับสิ่งแวดล้อมผ่านประสาทสัมผัสทั้งห้า ช่วยผ่อนคลายร่างกาย จิตใจ ลดความเครียด และชาร์จพลังชีวิต

“เรื่องการมาหาหมอ”  อย่าเชื่อ(หมด) ในสิ่งที่ฟัง

ความจริงเกี่ยวกับความเจ็บป่วย และ แพทย์ ที่ต้องตระหนักรู้ 1. แพทย์ไม่ใช่เทวดา ไม่สามารถช่วยคุณทุกเรื่องได้ ช่วยได้เพียงบางเรื่องเท่านั้น  2. แพทย์แต่ละคน เก่งไม่เท่ากัน แพทย์ ก็เป็นคน จึงมีอารมณ์และมีวันที่ทำงานดี วันที่ทำงานไม่ดี 3. แพทย์...