24 พ.ค. 2023 เวลา 07:36 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

อินเดียมและดีบุก สุดยอดคู่หูแห่งเทคโนโลยีหน้าจอ

อินเดียมกับดีบุกนั้น หากมองในตารางธาตุจะพบว่าทั้งสองธาตุนั้นอยู่ข้างๆกัน โดยอินเดียมมีเลขอะตอม 49 ตามมาด้วยดีบุกที่มีเลขอะตอม 50 แม้ว่าจะอยู่ข้างกันในตารางธาตุแต่ทั้งสองธาตุนี้มีประวัติศาสตร์ความเป็นมาที่ความแตกต่างกันเป็นคนละเรื่องคนละทิศทาง แต่ความน่าทึ่งคือ เมื่อโลกสมัยใหม่นำธาตุทั้งสองมาสร้างเป็นสารประกอบออกไซด์แล้ว กลับมีคุณสมบัติน่าสนใจและโดดเด่นจนต้องนำมาเล่าไปพร้อมๆกัน
1
อินเดียม (Indium) เป็นหนึ่งในธาตุที่ถูกตั้งชื่อตามสีของเส้นสเปกตรัมตอนที่มันถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1863 โดยมันเปล่งสีน้ำเงินครามโดดเด่นออกมา จึงได้ชื่อว่า อินเดียม ที่มีความหมายสื่อถึง อินดิโก (indigo) หรือ สีคราม
ส่วนดีบุก(Tin)นั้นเป็นธาตุที่มนุษย์นำมาสร้างเป็นสำริดตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว โดยสำริดเป็นโลหะผสมที่มีองค์ประกอบหลักเป็นทองแดง มีองค์ประกอบรองดีบุกผสมอยู่ราว 10% และอาจมีธาตุอื่นๆเจืออยู่อีกเล็กน้อย
สำริด
ทั้งอินเดียมและดีบุกนั้นใช้ทำเป็นโลหะบัดกรี (Solder) ได้ ตรงนี้ขออธิบายเพิ่มเติมเล็กน้อยสำหรับท่านที่ไม่คุ้นเคยกับงานเชิงช่าง โลหะบัดกรีนั้นมีลักษณะโลหะเส้นขดเป็นม้วนๆ โดยมันจะละลายเมื่อได้รับความร้อนสูงจากหัวแร้ง เมื่อเย็นลงจะใช้สำหรับเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะหรือแผงวงจรได้ เดิมที โลหะบัดกรีนั้นเป็นโลหะผสมของตะกั่วกับดีบุก แต่หลายสิบปีมานี้ เริ่มมีการลดการใช้งานตะกั่วลงเพื่อลดสารพิษจากตะกั่วทำให้มีการใช้โลหะอื่นๆมาทดแทนมากขึ้น
1
การบัดกรี
ความน่าทึ่งคือ Indium tin oxide (ITO) เป็นสารประกอบออกไซด์ของอินเดียม ดีบุก เป็นวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ และโปร่งแสง! นับเป็นคุณสมบัติอันน่าทึ่งที่สามารถประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย มันใช้ทำเป็นกระจกเครื่องบินที่นักบินสามารถมองทะลุผ่านได้ แต่หากมีน้ำแข็งเกาะก็สามารถใช้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจนเกิดความร้อนเพื่อให้น้ำแข็งละลายได้
นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำตัวป้องกันคลื่นรบกวน (EMI Shielding) ได้ด้วย กล่าวคือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระจายอยู่รอบตัวเราอาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนการทำงานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดได้ จึงต้องมีการป้องกันการรบกวนเหล่านี้ด้วยเทคโนโลยี EMI Shielding นั่นเอง หากต้องการให้วัสดุป้องกันคลื่นรบกวนมีความใสก็อาจใช้ ITO เป็นตัวเลือกเพื่อตอบโจทย์
ที่สำคัญคือ เทคโนโลยี ITO ยังใช้ในหน้าจอผลึกเหลว (Liquid-crystal display) ที่ใช้ทำหน้าจอเครื่องคิดเลข หน้าจอคอมพิวเตอร์ หน้าจอโทรทัศน์แอลซีดีหลายๆรุ่น รวมทั้งใช้ในหน้าจอแบบโอเลด (OLED) ที่สามารถโค้งงอได้อีกด้วย
ไม่น่าแปลกใจที่ธาตุอินเดียมที่ผลิตได้ในแต่ละปีถูกใช้ไปกับอุตสาหกรรมการผลิตหน้าจอมากที่สุด ส่วนดีบุกนั้นถูกใช้ไปไปในอุตสาหกรรมโลหะบัดกรีมากที่สุด ซึ่งประเทศไทยเราก็ยังส่งออกดีบุกติดอันดันต้นๆของโลกอยู่ แม้ว่าสมัยก่อนจะเคยส่งออกมากกว่านี้ก็ตาม
3
หน้าจอผลึกเหลว (Liquid-crystal display)
ปล. สมัยก่อน กระป๋องดีบุกได้รับความนิยมใช้งานอย่างมาก (แม้จะเรียกว่ากระป๋องดีบุก แต่จริงๆแล้วมันทำมาจากเหล็กกล้าเคลือบดีบุก) จนกระทั่งวัสดุอื่นๆอย่างอลูมิเนียมที่เบาและราคาถูกกว่าถูกใช้ทดแทน
โฆษณา