วงการเทคฯ สั่นสะเทือน นักวิทย์จีนปฏิวัติผลิตชิ้นส่วน EV-อาวุธเลเซอร์ จาก 1 ชั่วโมง เหลือเพียง 1 วินาที

24-11-2025

   SCMP รายงานว่า นักวิทย์จีนปฏิวัติผลิตชิ้นส่วน EV-อาวุธเลเซอร์ จาก 1 ชั่วโมง เหลือ 1 วินาที ด้วย 'Flash Annealing'

– ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนประสบความสำเร็จในการลดระยะเวลาการผลิต ส่วนประกอบตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริก (Dielectric Energy Storage Capacitor Components) ให้เหลือเพียงหนึ่งวินาที จากเดิมที่ใช้เวลาตั้งแต่สามนาทีจนถึงหนึ่งชั่วโมง ขึ้นอยู่กับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ความสำเร็จนี้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนกักเก็บพลังงานที่มีเสถียรภาพทางอุณหภูมิสูง ในระดับที่สามารถขยายขนาดได้ เพื่อรองรับการใช้งานใน ยานยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (Hybrid Electric Vehicles), ระบบเรดาร์ (Radar Systems), และ เลเซอร์กำลังสูง (High-Power Lasers)

เทคนิคการให้ความร้อนและความเย็นความเข้มสูง

   คณะนักวิจัยจาก สถาบันวิจัยโลหะ สภาวิทยาศาสตร์จีน (Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences) ได้นำโดยคณะนักวิจัยจากสถาบันวิจัยโลหะ สภาวิทยาศาสตร์จีน (CAS) ได้พัฒนา เทคนิคแฟลชแอนนีลลิง (Flash Annealing Technique) ซึ่งเป็นวิธีให้ความร้อนและทำให้เย็นลงด้วยอัตรา 1,000 องศาเซลเซียสต่อวินาที ทำให้สามารถสังเคราะห์ ฟิล์มผลึก (Crystal Films) บน แผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ (Silicon Wafer) ได้อย่างรวดเร็วราวกับชีพจร

   ตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริก (Dielectric Capacitors) เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่กักเก็บพลังงานโดยการโพลาไรซ์วัสดุไดอิเล็กทริกที่อยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว ตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในเวลาสั้นมากเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่มีความเข้มสูง

   อุปกรณ์ตัวเก็บประจุใหม่ที่ผลิตด้วยฟิล์มเหล่านี้มีคุณสมบัติความหนาแน่นพลังงานสูง (High Energy Density) และสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานไว้ได้ตลอดช่วงอุณหภูมิที่กว้างถึง 250 องศาเซลเซียส (482 องศาฟาเรนไฮต์) โดยความหนาแน่นพลังงานนี้เทียบได้กับฟิล์มที่ผลิตโดยวิธี 3,000 วินาที และมีเสถียรภาพทางความร้อนเทียบเท่ากับวิธีที่ใช้เวลานานนับชั่วโมง

   ทีมนักวิจัยระบุในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Science Advances เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน ว่า เสถียรภาพทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมนี้รับประกันการทำงานที่เหมาะสมของอุปกรณ์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสุดขั้ว เช่น ใน ยานยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (Hybrid Electric Vehicles) (<140°C) และสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในการสำรวจน้ำมันและก๊าซใต้ดิน (<200°C) ทั้งยังชี้ว่าวิธีการนี้สามารถขยายขนาดการผลิตได้ และเป็นช่องทางอุตสาหกรรมที่ใช้งานได้จริงสำหรับการจัดเก็บพลังงานไดอิเล็กทริกแบบรวมชิป (Chip-Integrated Dielectric Energy Storage)

ศักยภาพในการประยุกต์ใช้ด้านการทหารและข้อจำกัด

   ด้วยความสามารถในการชาร์จและดิสชาร์จที่รวดเร็ว รวมถึงความหนาแน่นพลังงานสูง ตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริกจึงแสดงศักยภาพในการประยุกต์ใช้ใน ยานยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicles), ระบบเรดาร์ (Radar Systems), เลเซอร์กำลังสูง (High-Power Lasers) และ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง (Advanced Electronics) นอกจากนี้ หนึ่งในการประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพคือการพัฒนา อาวุธพลังงานตรง (Directed Energy Weapons หรือ DEW) ซึ่งเป็นอาวุธที่ใช้พลังงานเข้มข้น เช่น เลเซอร์ เพื่อสร้างความเสียหายหรือทำลายเป้าหมาย ตามรายงานการวิจัยของสมาชิก กองทัพเรือสหรัฐฯ (US Navy)

  อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยยอมรับว่า ตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริกยังคงมีความหนาแน่นพลังงานค่อนข้างต่ำ เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานเคมี เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion Batteries) ซึ่งนำไปสู่ความพยายามในการวิจัยเพื่อเพิ่มความหนาแน่นพลังงานของวัสดุไดอิเล็กทริก พร้อมกับการเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อน

การเหนี่ยวนำด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และ ไนโตรเจนเหลว

   เพื่อเอาชนะข้อจำกัดดังกล่าว ทีมวิจัย ซึ่งรวมถึงนักวิจัยจาก Shandong University และ Xian Jiaotong University ได้พัฒนาระบบการให้ความร้อนและความเย็นแบบแฟลชความเร็วสูงมาก โดยวิธีนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับฟิล์มอย่างรวดเร็วผ่าน การเหนี่ยวนำด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Induction) ด้วยคอยล์ทองแดง ก่อนที่จะจุ่มลงใน ไนโตรเจนเหลว (Liquid Nitrogen) เพื่อทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว วิธีนี้จะช่วยตรึงโครงสร้างผลึกที่สถานะอุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นช่วงที่วัสดุมีความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่ดีขึ้น

  วิธีการนี้ส่งผลให้ได้ความหนาแน่นการจัดเก็บพลังงานสูงถึง 63.5 จูลต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งสูงกว่าที่ทำได้ด้วยวิธีการอื่นภายใต้สภาวะที่เทียบเคียงได้ เช่น มัฟเฟิลฟอร์เนซแอนนีลลิง (Conventional Muffle Furnace Annealing), แรพิดเทอร์มอลแอนนีลลิง (Rapid Thermal Annealing) และ แฟลชฮีตติ้งพร้อมการทำความเย็นด้วยอากาศ (Flash Heating with Air Cooling)

  ฟิล์มที่ผลิตด้วยวิธีการให้ความร้อนและความเย็นแบบแฟลชยังแสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพทางความร้อนที่ "โดดเด่น" โดยมีประสิทธิภาพลดลงน้อยกว่า 3% ที่อุณหภูมิสูงถึง 250 องศาเซลเซียส ความทนทานต่อวงจรความร้อนที่ "ยอดเยี่ยม" นี้อาจทำให้ฟิล์มเหมาะสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อยครั้ง เช่น ในอุตสาหกรรม อวกาศ (Aerospace) คณะนักวิจัยยังเสริมว่าแนวทางนี้สามารถขยายไปสู่ วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก (Ferroelectric Materials) อื่น ๆ ใน ระดับเวเฟอร์ (Wafer Scale) ซึ่งสามารถนำเสนอโซลูชันการจัดเก็บพลังงานไดอิเล็กทริกแบบบนชิปพร้อมความสามารถในการขยายขนาดในระดับอุตสาหกรรม

---

IMCT NEWS

ที่มา https://www.scmp.com/tech/big-tech/article/3333292/chinas-xiaomi-posts-first-profit-ev-and-ai-businesses-quarterly-earnings-surge?module=perpetual_scroll_1_RM&pgtype=article