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

นายกฯสั่งสังคายนามูลนิธิทั่วประเทศ ทำผิดต้องรับผลกรรม

นายอนุทิน ชาญวีรกูล นายกรัฐมนตรีและรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย ได้กล่าวถึงกรณีการสั่งสังคายนามูลนิธิทั่วประเทศ ได้สั่งการให้กระทรวงมหาดไทยและกรมการปกครอง ตรวจสอบและจัดระเบียบมูลนิธิต่างๆ ทั่วประเทศอย่างใกล้ชิด ตนรู้สึกตกใจและเสียใจที่พบว่ามีผู้จัดตั้งมูลนิธิหรือองค์กรการกุศลบังหน้า แล้วนำเงินบริจาคไปใช้ผิดวัตถุประสงค์ หรือหมุนเวียนใช้ประโยชน์ส่วนตัว พร้อมยืนยันว่า จะดำเนินคดีอย่างเด็ดขาดโดยไม่มีข้อเว้น หากพบการกระทำผิดกฎหมาย ต้องรับทั้งกฎแห่งกรรมและกรรมตามกฎหมาย ส่วนการดำเนินคดีกรณีมูลนิธิของ บุ๋ม-ปนัดดา วงศ์ผู้ดี เป็นไปตามกระบวนการของตำรวจสอบสวนกลาง...

แจ้ง 3 ข้อหา บุ๋ม-อธิป ปฎิเสธ ขอสู้ชั้นศาล ยังต้องลุ้นประกันตัว ผบช.ก.จ่อออกหมายจับอีก 2

คดีของ บุ๋ม ปนัดดา วงศ์ผู้ดี , สามี และ มูลนิธิองค์กรทำดี ยังเป็นที่ถูกจับตา และ เกิดกระแสไวรัลในสื่อโซเชีบล โดยความคืบหน้าที่เกิดขึ้น เมื่อ 6...

ผู้ว่าฯเท็กซัส ต้านAI สั่งระงับสร้าง Data Center

จากการเลือกตั้งผู้ว่าการรัฐเท็กซัส สหรัฐอเมริกา เมื่อ 3 พ.ย. เกิดการพลิกล็อกทางการเมืองครั้งสำคัญเมื่อ จีน่า ฮิโนโฮซา (Gina Hinojosa) ผู้สมัครจากพรรคเดโมแครต คว้าชัยชนะได้เป็นผู้ว่าการรัฐเท็กซัสคนใหม่ พร้อมประกาศนโยบาย สั่งระงับ...

เดโมแครต ตั้งป้อมขวาง ชี้ภัยของ AI 

ทรรศนะและทิศทางนโยบายของพรรคเดโมแครต (Democrats) ต่อเทคโนโลยี Artificial Intelligence (AI) มีจุดเน้นหลักอยู่ที่  "การกำกับดูแล การสร้างความปลอดภัย และการจำกัดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสังคม" ซึ่งแตกต่างอย่างชัดเจนจากฝั่งรีพับลิกันที่เน้นการผ่อนคลายกฎระเบียบเพื่อเร่งนวัตกรรม สรุปทรรศนะและแนวทางนโยบายสำคัญของพรรคเดโมแครตต่อ AI ได้ดังนี้ครับ 1. การกำกับดูแลและความปลอดภัยอย่างเข้มงวด (Strict...

ข่าวอื่นๆ

ชี้หมดยุค มนุษย์รอให้ป่วย พบ”ไมโครไบโอม” ช่วยทำนายอาการป่วยล่วงหน้า 5 ปี

ชี้หมดยุค มนุษย์รอให้ป่วย พบ"ไมโครไบโอม" ช่วยทำนายอาการป่วยล่วงหน้า 5 ปี ดร.โยแซป จี ชาวเกาหลีใต้ ชี้หมดยุครอให้ป่วย ใช้'ไมโครไบโอม' เซนเซอร์ทำนายสุขภาพล่วงหน้า 5 ปี  ดร.โยแซป จี...

ครม.เห็นชอบ ร่างพ.ร.บ.ประกันสังคมฉบับใหม่ เพื่มสิทธิประโยชน์ผู้ประกันตน

การประชุมคณะรัฐมนตรี เมื่อ 3 พ.ย. 2569 มีมติเห็นชอบ ร่างพระราชบัญญัติประกันสังคม (ฉบับที่ ..) พ.ศ. …. ตามที่กระทรวงแรงงานเสนอ เพื่อยกเครื่องสิทธิประโยชน์และรองรับสังคมสูงวัย สาระสำคัญของร่าง พ.ร.บ....

เปิดมาตรการ และ ขั้นตอนสแกนใบหน้า ยืนยีนตัวตน ก่อนยิงแอดโฆษณา มีผลบังคับแล้ว ตัดเส้นทางบัญชีม้า

​คณะกรรมการธุรกรรมทางอิเล็กทรอนิกส์ (คธอ.) และสำนักงานพัฒนาธุรกรรมทางอิเล็กทรอนิกส์ (ETDA) ได้ออกประกาศมาตรการป้องกันอาชญากรรมทางเทคโนโลยี เริ่มมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 พฤศจิกายน 2569 เป็นต้นไป   มาตรการนี้ ออกมาเพื่อป้องกันมิจฉาชีพข้ามชาติ บัญชีม้า และเพจปลอมยิงโฆษณาหลอกลวงคนไทย   โดย​ผู้ที่เข้าข่ายต้องทำ KYC...