พิโซอิเล็กทริกแบบโค้งงอ

สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์

เท้าเป็นอวัยวะหนึ่งที่สำคัญของมนุษย์สำหรับใช้ประกอบอาชีพและทำกิจกรรมต่าง ๆ ลักษณะโครงสร้างฝ่าเท้าของมนุษย์ไม่เหมือนกัน การรับน้ำหนักของเท้าจึงไม่เหมือนกันด้วย การทำกิจกรรมที่ต้องใช้งานจากเท้าบ่อยหรือมากเกินไปทำให้ส่งผลต่อการเกิดฝ่าเท้าอักเสบได้ง่าย และส่งผลต่อเนื่องถึงโครงสร้างกระดูก โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้สูงอายุ นักกีฬา และผู้มีปัญหาทางฝ่าเท้า รองเท้าจึงสำคัญต่อการทำงานของเท้าอย่างมาก รูปแบบของรองเท้าทำให้เกิดการปวดได้ เพราะรองเท้าที่คับหรือหลวมจนเกินไปจะส่งผลต่อพื้นเท้า ทำให้เท้าต้องทำงานหนักขึ้นในขณะที่เท้าเกิดแรงกระทำกับพื้น ดังนั้นรองเท้าจึงมีส่วนจำเป็นอย่างยิ่งที่จะช่วยลดการบาดเจ็บของฝ่าเท้าได้ โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตรองเท้าจะตัดรองเท้าตามขนาดและรูปร่างของเท้าเท่านั้น ไม่ได้คำนึงถึงพื้นรองเท้า ทำให้ไม่สามารถระบุตำแหน่งน้ำหนักที่ฝ่าเท้ามากระทำลงบนพื้นได้ละเอียดเพียงพอ จากข้อมูลผู้ประกอบการผลิตรองเท้าขนาดย่อม เช่น กลุ่มทำรองเท้า ตำบลพรรณา อำเภอพรรณานิคม และกลุ่มผลิตรองเท้าสตรีแชมป์ชูส์ ตำบลนาแก้ว อำเภอโพนนาแก้ว จังหวัดสกลนคร เป็นกลุ่มชาวบ้านประกอบอาชีพผลิตและจำหน่ายรองเท้ามียี่ห้อรองเท้าเป็นของตเอง อย่างไรก็ตามการผลิตรองเท้าทั้งสองแห่งยังใช้วิธีแบบดั่งเดิม ทำให้ไม่ได้มีการวิเคราะห์โครงสร้างเท้าของผู้สวมใส่อย่างจริงจัง อีกทั้งการเพิ่มจุดเด่นการเอาใจใส่ในการผลิตรองเท้าให้ตรงกับความต้องการของผู้บริโภคเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้ผู้ประกอบการทั้งสองแห่งเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันได้เป็นอย่างดี ดังนั้นการนำงานวิจัยมาใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม เพื่อส่งเสริมสนับสนุน และดูแลผู้มีปัญหากับฝ่าเท้า ทำให้เพิ่มความสามารถการแข่งขันและวางรากฐานทางเศรษฐกิจให้แก่ชาวบ้านในจังหวัดสกลนคร เทคโนโลยีพิโซอิเล็กทริกเป็นเทคโนโลยีที่สามารถผันพลังงานกลเป็นไฟฟ้า จึงมีลักษณะพิเศษที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เองด้วยการสั่นเพียงเล็กน้อยจึงถูกนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์พิโซอิเล็กทริกชนิดโค้งงอซึ่งมีความทนแรงดึง (tensile strength) มีความยืดหยุ่นได้ดี และตอบสนองต่อแรงที่มากระทำที่รวดเร็วในตำแหน่งถูกต้องได้เป็นอย่างดี จึงสามารถนำมาใช้งานกับสิ่งมีชีวิตและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ ปัจจุบันมีงานวิจัยจำนวนมาก (W. Deng และคณะ, 2019) ที่นำอุปกรณ์พิโซอิเล็กทริกชนิดโค้งงอไปใช้ประยุกต์ใช้กับร่างกายมนุษย์และผลิตไฟฟ้า (W. Deng และคณะ, 2019; G.-T. Hwang, M. Byun, C. K. Jeong และ K. J. Lee, 2015; X. Ren, H. Fan, Y. Zhao และ Z. Liu, 2016; X. Yu และคณะ, 2018) จึงเป็นอุปกรณ์ที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้กับเครื่องมือตรวจวัดผลทางไฟฟ้าเมื่อเกิดแรงมากระทำได้ งานวิจัยด้านวัสดุพิโซอิเล็กทริกมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดยนักวิจัยหลายกลุ่มได้มีการนำวัสดุพิโซอิเล็กทริกที่มีอนุภาคขนาดเล็กในระดับนาโนเมตรมาใช้งานร่วมกับวัสดุพิโซอิเล็กทริกชนิด PVDF (polymer polyvinylidene difluoride) (W. Deng และคณะ, 2019; Y. Qi และคณะ, 2010) อย่างไรก็ตามวัสดุพิโซอิเล็กทริกชนิดโค้งงอนี้มีค่ากำลังไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำเนื่องจากผลิตกระแสไฟฟ้าได้น้อย เนื่องจากทำในระดับงานวิจัยต้นแบบในระดับห้องปฏิบัติการและใช้งานในเฉพาะบริเวณที่จำกัด จึงต้องมีการพัฒนาวัสดุพิโซอิเล็กทริกชนิดโค้งงอให้มีสมบัติที่ดียิ่งขึ้น การนำเทคโนโลยีพิโซอิเล็กทริกมาประยุกต์ใช้งานเพื่อตรวจจับตำแหน่งการกดของฝ่าเท้า เป็นการตรวจสอบเพื่อนำข้อมูลมาวิเคราะห์ลักษณะของฝ่าเท้า และส่งข้อมูลไปให้ผู้ผลิตรองเท้าได้ออกแบบพื้นรองเท้าให้เหมาะสมกับลักษณะของแต่ละบุคคลได้ ทำให้ผู้บริโภคมีความมั่นใจในสินค้าที่จะสามารถดูแลสุขภาพหรือช่วยบรรเทาอาการปวดเท้าของผู้มีความผิดปกติของฝ่าเท้าได้ เทคโนโลยีพิโซอิเล็กทริกชนิดโค้งงอจึงเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่นำไปใช้ประโยชน์แก่ชุมชนหรือผู้ประกอบการในท้องถิ่นเพิ่มความสามารถในการแข็งขัน ยกระดับคุณภาพสินค้าสูงขึ้น และสามารถเป็นต้นแบบที่จะนำไปใช้งานกับผู้ผลิตรองเท้ากีฬาได้อีกด้วย

ผู้ร่วมโครงการ

ระบุผู้ร่วมโครงการภายใน

 

ระบุผู้ร่วมโครงการภายนอก

1200000

2564