นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology)

 นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology)
     นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology) อาจจะเป็นคำที่ใหม่ ไม่ค่อยคุ้นเท่าไรนัก
สำหรับหลายๆ คน แต่แท้ที่จริงแล้วคำนี้เป็นคำที่มีมานานและมีผู้ที่มองเห็นความเป็นไปได้ของ
เทคโนโลยีนี้เป็นเวลามากกว่าสี่สิบปีแล้วทีเดียว และในปัจจุบันนี้เองก็มีหน่วยงานหลายๆ หน่วยงาน
รวมถึงนักวิจัยมากมายที่กำลังเร่งศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีนี้เพื่อนำมาประยุกต์ใช้กับงานต่างๆ
ในหลายแขนง สิ่งที่น่าสนใจก็คือศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ที่มีผลต่อชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์เรา
ในอนาคตนั่นเอง
จากความรู้พื้นฐานที่ว่าคุณสมบัติของสิ่งต่างๆขึ้นอยู่กับการเรียงตัวของอะตอมต่างๆ ที่
เป็นส่วนประกอบนั้นว่าเรียงตัวกันอย่างไร นาโนเทคโนโลยีนี้เองก็เกี่ยวข้องกับการจัดการถึงสิ่งที่มี
ขนาดเล็กในระดับ นาโนเมตร (หนึ่งในพันล้านเมตร) ซึ่งก็คือ เล็กถึงระดับอะตอมหรือโมเลกุลนั่นเอง
โดยเป็นการนำอะตอมหลักทุกๆ อะตอมมาวางในตำแหน่งตามที่เราต้องการอย่างถูกต้อง แม่นยำและ
ทำให้โครงสร้างนั้นคงที่โดยอาศัยกฎทางฟิสิกส์ที่สามารถจะกำหนดรายละเอียดได้ถึงขนาดระดับ
โมเลกุล ดังนั้นการที่เราสามารถควบคุมและจัดการสิ่งต่างๆ ในระดับที่เล็กถึงขนาดอะตอมหรือ
โมเลกุลซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งต่างๆ บนโลกนี้ได้ เราก็จะสามารถสร้างทุกสิ่งทุกอย่างขึ้นมาได้ตาม
ความต้องการ
ได้มีผู้กล่าวไว้ว่าด้วยเทคโนโลยีนี้เอง ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า เราก็จะสามารถสร้าง
คอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กมากจนกระทั่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา สร้าง
โลหะใหม่ที่มีราคาไม่แพง แต่มีความแข็งแรงมากกว่าโลหะที่ เราใช้สร้างจรวดในปัจจุบันนี้ถึงห้าสิบ
เท่าต่อกิโลกรัมจนเราสามารถที่จะเสียค่าใช้จ่ายในการไปเที่ยวพักผ่อนบนดวงจันทร์ได้ในราคาที่
ไม่ต่างกับการไปขั้วโลกใต้ หรือแม้กระทั่งการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ทางด้านเครื่องสำอางโดยการ
สร้างหุ่นยนต์ตัวเล็กๆ ที่สามารถซ่อนอยู่ใต้ ผิวหนังของคนเราและสามารถที่จะแต่งหน้า ลงสีสันให้
กับเจ้าของตามโปรแกรมหรือคำสั่งที่ได้กำหนดไว้โดยตัวเจ้าของเอง แต่สิ่งที่น่าสนใจมากไปกว่า
นั้นคือ การนำเทคโนโลยีนี้มาประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ เนื่องจากสาเหตุของโรคและความเจ็บ
ป่วยต่างๆ ส่วนใหญ่นั้นเกิดจากความเสียหายที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลและระดับเซลล์ของร่างกาย
นั่นเอง ดังนั้นนาโนเทคโนโลยีก็จะช่วยทำให้มนุษย์เราปราศจากโรคและมีชีวิตที่ยืนยาวมากขึ้นตาม
ความต้องการของคนเราและจุดมุ่งหมายหลักในการค้นคว้าวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ ทางการแพทย์
มาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
ตัวอย่างการนำนาโนเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ เช่น
1. การฆ่าเซลล์มะเร็ง
ในปัจจุบันนี้ได้มีการคิดค้นพัฒนาเครื่องมือ (Nanodevice) อันชาญฉลาดนี้ขึ้นมา โดย
ศูนย์การวิจัยนาโนเทคโนโลยีทางด้านชีววิทยาเพื่อที่นำมาใช้ในการบำบัดรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็ง โดย
มีเป้าหมายที่จะนำยาในขนาดที่สามารถจะฆ่าเซลล์มะเร็งนั้นได้ไปยังเซลล์มะเร็งอย่างจำเพาะเจาะ
จง ปราศจากผลต่อเซลล์ปกติซึ่งเครื่องมือนี้มีจุดประสงค์ที่จะพัฒนาขึ้นมาให้สามารถทำงานได้ถึงห้า
หน้าที่คือ
-รับรู้ถึงเซลล์ที่เป็นเซลล์มะเร็งได้
-วินิจฉัยสาเหตุของมะเร็งนั้นๆ
-ส่งยาไปยังเซลล์เป้าหมาย
-รายงานถึงตำแหน่งของเนื้องอกหรือ เซลล์มะเร็ง
-รายงานถึงผลการตายของเซลล์มะเร็ง
ณ ปัจจุบันนี้เครื่องมือที่พัฒนาขึ้นสามารถทำได้สำเร็จถึงสามในห้าหน้าที่นี้แล้วจากการ
ทดลองในสิ่งมีชีวิต แต่ยังคงอยู่ในขั้นการพัฒนาเพื่อที่จะให้เครื่องมือนี้สามารถทำงานได้ครบทั้งห้า
เป้าหมายนี้ต่อไป
2. ซ่อมแซมเซลล์ 
โดยเครื่องมือนี้จะมีคอมพิวเตอร์หลักอยู่ ภายในที่สามารถรับรู้ได้แม้จะมี การบาดเจ็บของ
เซลล์เพียงไม่มาก โดยมีการคำนวณที่แน่นอนและ ระบุถึงรายละเอียดต่างๆ ได้อย่างละเอียดในระดับ
โมเลกุล
3. ส่งออกซิเจนให้กับผู้ป่วยในรายที่มีระบบไหลเวียนโลหิตบกพร่อง
โดยการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงเทียมขึ้น ซึ่งเซลล์เม็ดเลือดแดงเทียมนี้มีความสามารถ
ในการส่งออกซิเจนได้มากกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติของคนเราถึง 236 เท่า โดยอาศัยหลักความ
ดันในการทำให้เครื่องมือนี้สามารถที่จะรับออกซิเจนจากปอด ปล่อยออกซิเจนให้กับเซลล์หรือเนื้อเยื่อ
ที่มีความต้องการใช้ออกซิเจนและสามารถที่จะตั้งโปรแกรมได้โดยแพทย์ผ่านทางการส่งสัญญาณ
จากภายนอก ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากในการนำมาใช้ในการให้เลือดทดแทน รักษาผู้ป่วยโรคโลหิต
จาง ผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของปอด เป็นต้น
4. เพิ่มความสามารถของระบบภูมิคุ้มกัน 
โดยเครื่องมือที่สร้างขึ้นจะสามารถค้นหาและกำจัดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียที่ไม่ต้องการ
ออกไปได้ อาจจะจินตนาการง่ายๆ ว่าเครื่องมือนี้มีหน้าตาเหมือนเรือดำน้ำเล็กๆ เคลื่อนที่ไปตาม
กระแสเลือดและระบบทางเดินอาหารมีนาโนคอมพิวเตอร์ (Nanocomputer) ทำหน้าที่เป็นตัวควบ
คุม ภายในบรรจุด้วยข้อมูล อันมหาศาล มีอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการระบุชนิดของพื้นผิวทางชีวภาพ
ที่แตกต่างกันรวมถึงอุปกรณ์ในการจับไวรัส แบคทีเรีย และสิ่งแปลกปลอมต่างๆ ที่บุกรุกเข้ามาใน
ร่างกาย ซึ่งการทำงานและการตอบสนองของมันจะเหมือนกับระบบภูมิคุ้มกันในร่างกาย แต่ที่ดียิ่ง
กว่านั้นคือจะมีความสามารถในการแยกแยะได้ดีกว่า ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายมนุษย์เรา
5. ใช้ในทางทันตกรรม
เป็นไปได้ที่ว่าอนาคตข้างหน้า เราอาจจะไม่ จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องมือทันตกรรมที่มี
ขนาดใหญ่อย่างเช่นปัจจุบัน เนื่องจากหุ่นยนต์นาโน (nano robot) ที่สร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ทาง
ทันตกรรมจะมีความสามารถในการตรวจสอบ ซ่อมแซม ทำความสะอาดผิวฟัน เป็นต้น โดยการ
ควบคุมผ่านระบบคอมพิวเตอร์ระยะไกลและเนื่องจากขนาดของหุ่นยนต์นาโนที่เล็กมากจนไม่สามารถ
มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า นี่เอง อาจจะทำให้ความรู้สึกเจ็บปวดระหว่างการทำฟันลดลงหรือแทบไม่
รู้สึกว่ากำลังทำฟันอยู่เลยก็เป็นได้
6. เครื่องมือตรวจวัดปริมาณรังสีในเลือดสำหรับนักบินอวกาศ (Nanosensor)
เป็นชิ้นเครื่องมือขนาดเล็กที่สามารถฝังในเม็ดเลือดขาวของนักอวกาศเพื่อที่จะช่วยวัด
ระดับปริมาณของรังสีที่นักอวกาศอาจจะได้รับอันตราย จากการอาศัยอยู่นอกอวกาศเป็นระยะเวลานาน
เนื่องจากเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงเป็นอย่าง มากสำหรับการเดินทางไปนอกอวกาศ โดยขนาดของมันมี
ขนาดเล็กประมาณ 5 นาโนเมตร เพื่อให้นึกภาพได้อย่างง่ายๆ อาจจะลองเปรียบเทียบกับหัวเข็มหมุด
ที่ใช้กันโดยทั่วไปนั้นแต่ละหัวมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณหนึ่งล้านนาโนเมตร ดังนั้นเครื่องมือนี้จึง
สามารถเข้าสู่มนุษย์ได้โดยผ่านทางผิวหนังหรือกระทั่งเข้าไปพร้อมระบบการย่อยอาหาร ซึ่งเมื่อไม่
นานนี้เองงานวิจัยนี้ก็ได้รับทุนสนับสนุนจากองค์การนาซ่า (NASA) เป็นจำนวนเงินถึง 2 ล้านดอลล่าร์
สหรัฐฯ เพื่อทำการค้นคว้าวิจัยต่อไป
เหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างอันน่าทึ่งเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นของการนำนาโนเทคโนโลยีมา
ประยุกต์ใช้ เพื่อก่อให้เกิดประโยชน์อันมหาศาลกับมวลมนุษย์ในอนาคตอันใกล้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์
ทั่วโลกส่วนใหญ่ต่างเห็นด้วยกับความไปได้ของเทคโนโลยีนี้ หากแต่ยังไม่มีใครสามารถที่จะตอบ
คำถามที่ว่าเมื่อไรเราจะสามารถนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ได้จริงอย่างแน่นอนเท่านั้นเอง
เอกสารอ้างอิง
1. http://www.plausiblefutures. com/text/nanomed.htm
2. http://www.foresight.org
3. http://www.abcnews.go.com
4. http://www.zyvex.com/nano/
5. http://www.zyvex.com/nano-tech/nanotechAndMedicine.html
6. http://www.nano.med.umich.edu/ Anti_Cancer.htm
7. http://www.merkle.com/papers/ FAZ000911.html
8. http://einstein.sc.mahidol.ac.th/ simulation/nano/nanotech1.htm
9. นาโนเทคโนโลยีกับงานทางการแพทย์. วงการแพทย์. 2545; 126:15.