ตรวจข้อสอบ > ปุณยาพร ชูชื่น > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 9 นาที

Back

# คำถาม คำตอบ ถูก / ผิด สาเหตุ/ขยายความ ทฤษฎีหลักคิด/อ้างอิงในการตอบ คะแนนเต็ม ให้คะแนน
1


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

หัวใจล้มเหลว

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

วัสดุชีวภาพที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวดคือ นิกินอล (Nitinol) ซึ่งเป็นโลหะผสมของนิกเกิลและไทเทเนียม. นิกินอลมีคุณสมบัติพิเศษที่เรียกว่า “shape memory” หรือ “shape memory effect” หมายถึงการสามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้เมื่อได้รับความร้อน

คุณสมบัตินี้ทำให้นิกินอลถูกนำมาใช้ในหลายแอปพลิเคชันทางการแพทย์ เช่น ขดลวด (stents) ที่ใช้ในหลอดเลือดหัวใจหรือหลอดเลือดแดง เพื่อขยายและคงความเปิดของหลอดเลือดที่ตีบหรืออุดตัน. เมื่อขดลวดนิกินอลถูกใส่เข้าไปในหลอดเลือดที่มีอุณหภูมิร่างกาย ขดลวดจะขยายและคงรูปร่างตามที่กำหนดไว้ ทำให้การไหลเวียนของเลือดกลับมาเป็นปกติ งานที่สนับสนุนแนวคิด : • Nitinol Information • Medtronic on Nitinol Stents

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนอย่างถาวร

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพถือเป็นนวัตกรรมใหม่ในการรักษาหัวใจและหลอดเลือด เป็นทางเลือกแทนขดลวดโลหะแบบดั้งเดิม ขดลวดเหล่านี้ช่วยลดความเสี่ยงของภาวะแทรกซ้อนหลังการรักษา สนับสนุนกระบวนการสมานตามธรรมชาติของหลอดเลือดดำ และช่วยให้สามารถรักษาในอนาคตได้ การพัฒนาและการใช้งานของพวกเขานำเสนอวิธีการใหม่และมีแนวโน้มในการรักษาโรคหัวใจและหลอดเลือด

งานที่สนับสนุนแนวคิด : https://www.medikal.org/th/urolojik-cihazlar/urolojik-stentler/biyodegradabl-stentler/

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัด

ขดลวดโพลีเมอร์มักมีความแข็งแรงต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับขดลวดโลหะ ซึ่งอาจทำให้มีความเสี่ยงในการแตกหักหรือยุบตัวภายในหลอดเลือดได้ โดยเฉพาะในช่วงที่ยังไม่ได้ย่อยสลายหมด

ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA (Polylactic Acid) และ PGA (Polyglycolic Acid) มีดังนี้: 1. ความแข็งแรงต่ำกว่า: ขดลวดโพลีเมอร์มักมีความแข็งแรงต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับขดลวดโลหะ ซึ่งอาจทำให้มีความเสี่ยงในการแตกหักหรือยุบตัวภายในหลอดเลือดได้ โดยเฉพาะในช่วงที่ยังไม่ได้ย่อยสลายหมด 2. กระบวนการย่อยสลาย: การย่อยสามารถทำให้เกิดการอักเสบในหลอดเลือดได้ เพราะผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการย่อยสลายอาจกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย 3. การควบคุมระยะเวลาย่อยสลาย: การย่อยสลายของขดลวดโพลีเมอร์อาจไม่สามารถดีเหมือนที่คาดหวัง บางครั้งอาจย่อยสลายเร็วเกินไปหรือช้ากว่าที่ต้องการ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพในการรักษาหลอดเลือด 4. ข้อจำกัดในการใช้งานในบางกรณี: ขดลวดโพลีเมอร์อาจไม่เหมาะสมสำหรับหลอดเลือดที่มีการโค้งงอหรือที่มีการเคลื่อนไหวมากและความแข็งแรงที่ต่ำกว่าโลหะ ทำให้มีความเสี่ยงในการไม่สามารถคงรูปร่างหรือทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ งานที่สนับสนุนแนวคิด : • Challenges of Bioresorbable Stents • Polylactic Acid and Polyglycolic Acid Stents

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์

พอลีเมอร์ชีวภาพ PCL (Polycaprolactone): เป็นพอลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ช้าในร่างกาย มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถปรับแต่งคุณสมบัติได้ตามต้องการ

วัสดุชีวภาพที่เหมาะกับการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือดจะต้องมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ซึ่งหมายถึงวัสดุนั้นต้องไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันหรือการอักเสบในร่างกาย รวมถึงต้องมีคุณสมบัติทางกลไกที่เหมาะสมเพื่อสนับสนุนการทำงานของระบบหัวใจและหลอดเลือด วัสดุชีวภาพหลัก ๆ ที่เหมาะสมในงานนี้มีดังนี้: • ไฮโดรเจล (Hydrogels): เป็นวัสดุชีวภาพที่มีโครงสร้างคล้ายเจล ทำให้มีความยืดหยุ่นและเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง ใช้ในการเคลือบขดลวดหรือใช้เป็นวัสดุในการรักษาบาดแผลในหลอดเลือด • โปรตีน (Synthetic Proteins): เช่น โพลีเมอร์ที่ทำจากกรดอะมิโน ซึ่งสามารถปรับแต่งให้เข้ากับการใช้งานในร่างกายมนุษย์ได้ดี มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูงและสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

สำหรับอุณหภูมิ 50°C: F = 9/5(50) + 32 F = 90 + 32 F = 122 ดังนั้น จุดเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิ 50°C ในหน่วยฟาเรนไฮต์คือ 122°F.

ในการแปลงอุณหภูมิจากเซลเซียส (Celsius) เป็นฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit) ใช้สูตร: F = 9/5C + 32 โดยที่ C คืออุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส และ F คืออุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

90.43 กรัม

M = 120 \times (1 - 0.07)^4 M = 120 \times (0.93)^4 M = 120 \times*0.747 M = 90.43 ดังนั้น หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเหลือประมาณ 90.43 กรัม

การคำนวณมวลของขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือนสามารถทำได้โดยการใช้สูตรของการลดลงแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล: M = M0(1 - r)^t โดยที่: • M คือมวลที่เหลืออยู่หลังจาก t เดือน • M0 คือมวลเริ่มต้น (120 กรัม) • r คืออัตราการลดลงต่อเดือน (0.07 หรือ 7%) • t คือจำนวนเดือน (4 เดือน) แทนค่าลงในสูตร: M = 120 \times (1 - 0.07)^4 M = 120 \times (0.93)^4 M = 120 \times*0.747 M = 90.43 ดังนั้น หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเหลือประมาณ 90.43 กรัม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ถูกบีบอัดที่อุณหภูมิห้อง (25°C) จากนั้นขยายเป็นรูปร่างเดิมที่อุณหภูมิร่างกาย (37°C) ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของโลหะผสมคือ 0.45 J/ g°C และมวลของขดลวดคือ 60 กรัม ต้องใช้ความร้อนปริมาณเท่าใด

207 J

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย = 4*1.8 = 7.2 ดังนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์หลังจากการขยายจะเท่ากับ 7.2 มม.

ในการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์เมื่อขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เราสามารถใช้สูตรการคูณตรงๆ ได้: เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย = เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม*อัตราการขยาย โดยที่: • เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม = 4 มม. • อัตราการขยาย = 1.8 แทนค่าในสูตร: เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย = 4*1.8 = 7.2 ดังนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์หลังจากการขยายจะเท่ากับ 7.2 มม.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

M/M0 = -kt แทนค่าลงในสมการ: M0 = 150 M = 105 t = 1 แทนค่า 105/150 = -k*1 7/10 = -k -0.3567 = -k k = 0.3567 ดังนั้น ค่าคงที่การสลายตัว k เท่ากับ 0.3567

สำหรับวัสดุชีวภาพโพลีเมอร์ที่สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ เราสามารถใช้สมการของจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง (first-order kinetics) เพื่อหาค่าคงที่การสลายตัว k : dM/dt = -kM โดย M คือมวลที่เหลืออยู่ในเวลา t , k คือค่าคงที่การสลายตัว, และ dM/dt คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของมวล จากสมการนี้ เราสามารถเขียนในรูปของการแยกตัวแปรและอินทิเกรตได้ดังนี้: dM/M = -kdt ทำการอินทิเกรตทั้งสองข้าง: 1/M(dM) = -k (dt) ได้ผลลัพธ์: M = -kt + C โดย C คือค่าคงที่การอินทิเกรต เมื่อ t = 0 , M = M0 M0 = C ดังนั้น สมการจะเป็น: M = -kt + M0 หรือ M/M0 = -kt

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

จากทั้งหมดที่กล่าวมา

การใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลมีประโยชน์หลัก ๆ ดังนี้: 1. การเร่งการหายของบาดแผล: วัสดุนาโนสามารถช่วยในการเพิ่มอัตราการซ่อมแซมเนื้อเยื่อและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ วัสดุนาโนบางชนิดสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์และเพิ่มความเร็วในการฟื้นฟูของเนื้อเยื่อที่เสียหาย 2. คุณสมบัติต้านจุลชีพ: วัสดุนาโนคุณสมบัติต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพสูง สามารถลดการติดเชื้อในบาดแผลและป้องกันการเกิดแผลเรื้อรังได้ 3. การควบคุมการปลดปล่อยยา: วัสดุนาโนสามารถออกแบบให้ยาสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดความถี่ในการใช้ยาซึ่งเป็นประโยชน์ในการรักษาบาดแผลที่ต้องการการดูแลอย่างต่อเนื่อง 4. การปรับปรุงโครงสร้างและสมบัติทางกลไกของวัสดุ: วัสดุนาโนสามารถเสริมสร้างโครงสร้างของวัสดุปิดแผล เช่น ไฮโด ความแข็งแรงและยืดหยุ่นมากขึ้น ทำให้สามารถปกป้องบาดแผลได้ดีขึ้นและลดความเสี่ยงในการเกิดการบาดเจ็บซ้ำ 5. การตรวจสอบและการติดตามการหายของบาดแผล: วัสดุนาโนบางชนิดสามารถรวมกับเซนเซอร์เพื่อตรวจสอบสภาวะของบาดแผลและการหายของบาดแผลได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยปรับเปลี่ยนการรักษาได้อย่างเหมาะสม

งานที่สนับสนุนแนวคิด : • https://www3.rdi.ku.ac.th • NIH on Nanomaterials in Wound Healing • Advanced Drug Delivery Reviews on Nanotechnology for Wound Care

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนเงิน

อนุภาคชิลเวอร์นาโนสามารถต่อต้านแบคทีเรียได้ดี คือ อนุภาคซิลเวอร์นาโนที่เกาะบริเวณผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียและรบกวนการ ทํางานระดับเซลล์ของแบคทีเรีย เช่น การขนส่งสารเข้าออกจากเซลล์และการหายใจ

งานวิจัยที่สนับสนุนแนวคิด : https://ejournals.swu.ac.th/index.php/swudentj/article/download

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

กระบวนการผลิตที่มีต้นทุนสูงและซับซ้อน

การผลิตวัสดุนาโนในปริมาณมากเป็นเรื่องที่ซับซ้อน เนื่องจากกระบวนการผลิตวัสดุนาโนต้องมีความละเอียดอ่อนและมีมาตรฐานสูง การขาดมาตรฐานที่ชัดเจนอาจทำให้เกิดความแตกต่างในประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

งานที่สนับสนุนแนวคิด : • Nano Today on Challenges in Wound Healing • NIH on Nanomaterials in Wound Healing

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

ลดการอักเสบและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

การส่งเสริมการสร้างหลอดเลือดใหม่ (Angiogenesis): อนุภาคนาโนทองคำช่วยในการสร้างหลอดเลือดในการเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังบาดแผลและส่งเสริมการหายของบาดแผล

อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) มีบทบาทสำคัญหลายประการในการรักษาบาดแผล ซึ่งรวมถึง: 1. ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านอนุมูลอิสระ: อนุภาคนาโนทองคำมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถช่วยป้องกันการติดเชื้อในบาดแผลได้ นอกจากนี้ยังมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่ช่วยลดความเครียดออกซิเดชันในเนื้อเยื่อและส่งเสริมการฟื้นฟูเนื้อเยื่อ 2. การกระตุ้นการสร้างคอลลาเจนและลดการอักเสบ: อนุภาคการสร้างคอลลาเจน ซึ่งเป็นโปรตีนสำคัญในการฟื้นฟูบาดแผล และยังช่วยลดการอักเสบซึ่งทำให้กระบวนการหายของบาดแผลเป็นไปอย่างรวดเร็วขึ้น 3. การส่งเสริมการสร้างหลอดเลือดใหม่ (Angiogenesis): อนุภาคนาโนทองคำช่วยในการสร้างหลอดเลือดในการเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังบาดแผลและส่งเสริมการหายของบาดแผล 4. การปรับปรุงการปลดปล่อยยาและการทำงานร่วมกับชีวโมเลกุล: อนุภาคนาโนทองคำสามารถทำงานร่วมกับชีวโมเลกุลต่าง ๆ เช่น ปอลิ ติบโต, เปปไทด์, และโมเลกุลอื่น ๆ ซึ่งช่วยในการปรับปรุงประสิทธิภาพในการรักษาบาดแผล นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้ในการควบคุมการปลดปล่อยยาอย่างช้า ๆ และต่อเนื่อง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไม่มีข้อใดข้อหนึ่งข้างต้น

วัสดุนาโนมีขนาดเล็กมาก (ระดับนาโนเมตร) ทำให้มีพื้นที่ผิวมากเมื่อเทียบกับปริมาตร ซึ่งช่วยให้สามารถโต้ตอบกับเซลล์และโมเลกุลทางชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วัสดุนาโนมีคุณสมบัติหลายประการที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ: 1.ขนาดที่เล็กมาก: วัสดุนาโนมีขนาดเล็กมาก (ระดับนาโนเมตร) ทำให้มีพื้นที่ผิวมากเมื่อเทียบกับปริมาตร ซึ่งช่วยให้สามารถโต้ตอบกับเซลล์และโมเลกุลทางชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ 2.ความสามารถในการปรับแต่งพื้นผิว: ปรับแต่งให้ติดตั้งกลุ่มฟังก์ชันหรือโมเลกุลเฉพาะที่สามารถเพิ่มความสามารถในการจับกับเซลล์หรือโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงได้ ทำให้สามารถส่งยาไปยังเป้าหมายที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ 3.คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่หลากหลาย: วัสดุนาโนมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่หล ากความสามารถในการดูดซับแสง และการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำให้สามารถใช้ในเทคนิคการถ่ายภาพ การวินิจฉัย และการรักษาที่หลากหลายได้ 4.ความสามารถในการผ่านเข้าไปในเซลล์: วัสดุนาโนสามารถถูกนำเข้าสู่เซลล์ผ่านกระบวนการต่าง ๆ 5.คุณสมบัติต้านจุลชีพ: วัสดุนาโนบางชนิด เช่น นาโนซิลเวอร์ มีคุณสมบัติต้านจุลชีพที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียและป้องกันการติดเชื้อในบาดแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


วัสดุปิดแผลที่มีอนุภาคนาโนเงิน ( AgNPs ) ถูกนำไปใช้กับบาดแผล หากอนุภาคนาโนเงินปล่อยไอออนในอัตรา 0.5 มก./วัน และมวลรวมของ AgNPs ในน้ำสลัดคือ 10 มก. น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้กี่วัน

20 วัน

10/0.5 = 20 วัน

หากน้ำสลัดที่มีอนุภาคนาโนเงิน (AgNPs) ปล่อยไอออนเงินในอัตรา 0.5 มก./วัน และมวลรวมของ AgNPs ในน้ำสลัดคือ 10 มก. เราสามารถคำนวณระยะเวลาที่น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้ดังนี้: ระยะเวลาที่มีประสิทธิภาพ = มวลรวมของ AgNPs/อัตราการปล่อยไอออนเงินต่อวัน เมื่อแทนค่าลงในสมการ: 10/0.5 = 20 ดังนั้น น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้เป็นระยะเวลา 20 วัน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ถูกนำมาใช้ในการทำแผลเพื่อคุณสมบัติต้านการอักเสบ หากความจุความร้อนจำเพาะของ AuNPs เท่ากับ 0.129 J/ g°C และมวลของอนุภาคนาโนในน้ำสลัดคือ 5 กรัม จะต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนจาก 25°C เป็น 37°C

7.74 J

Q = m•c•Delta T Q = 5•0.129•12 Q = 7.74 J ดังนั้น จะต้องใช้ความร้อนเท่ากับ 7.74 จูลในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำจาก 25°C เป็น 37°C

ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) จาก 25°C เป็น 37°C เราสามารถใช้สูตรสำหรับความร้อนที่ต้องการ (Q) ดังนี้: Q = m•c•Delta T โดยที่: • Q = ความร้อนที่ต้องการ (J) • m = มวลของอนุภาคนาโน (g) • c = ความจุความร้อนจำเพาะ (J/g°C) • \Delta T = การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (°C) เมื่อแทนค่าลงในสูตร: • m = 5 g • c = 0.129 • Delta T = 37°C - 25°C = 12°C ดังนั้น: Q = m•c•Delta T Q = 5•0.129•12 Q = 7.74 J ดังนั้น จะต้องใช้ความร้อนเท่ากับ 7.74 จูลในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำจาก 25°C เป็น 37°C

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.300

แทนค่าในสมการ: m(t)/m0 = e^{-kt} 35/50 = e^{-kt} 35/50 = 0.7 ดังนั้น 0.7 = e^{-k} (0.7) = -k k = In-0.7 k = 0.3 ค่าคงที่การสลายตัว k ประมาณ 0.3 เดือน^{-1}

เราสามารถคำนวณค่าคงที่การสลายตัว k ได้โดยใช้สมการการสลายตัวลำดับที่หนึ่ง: m(t)/m0 = e^{-kt} โดยที่: • m(t) คือมวลที่เหลืออยู่หลังจากเวลาผ่านไป • m0 คือมวลเริ่มต้น • k คือค่าคงที่การสลายตัว • t คือเวลา จากข้อมูลที่ให้มา: • มวลเริ่มต้น m0 = 50 กรัม • มวลที่เหลืออยู่หลังจากหนึ่งเดือน m(t) = 35 กรัม • เวลา t = 1 เดือน (เราใช้ t = 1 เดือนในหน่วยเดียวกัน)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากไฮโดรเจลที่ใช้สมานแผลปล่อยยาในอัตราคงที่ 2 มก./ชั่วโมง. และปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก. ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นานแค่ไหน?

50 ชั่วโมง

ระยะเวลา = ปริมาณยาเริ่มต้น/อัตราการปล่อยยา 100/2 = 50 ดังนั้น ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นาน 50 ชั่วโมง

เพื่อคำนวณระยะเวลาที่ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้ ใช้สูตร: ระยะเวลา = ปริมาณยาเริ่มต้น/อัตราการปล่อยยา โดยที่: • ปริมาณยาเริ่มต้น = 100 มก. • อัตราการปล่อยยา = 2 มก./ชั่วโมง แทนค่าลงในสูตร: ระยะเวลา = ปริมาณยาเริ่มต้น/อัตราการปล่อยยา 100/2 = 50 ดังนั้น ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นาน 50 ชั่วโมง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ( ZnO NP) มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร หากคุณมีสารละลายนี้ 2 ลิตร จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย กี่กรัม

1.0 กรัม

มวลของ ZnO NP = ความเข้มข้น/ปริมาณสารละลาย มวลของ ZnO NP = 0.5*2 = 1 g

เพื่อหาปริมาณ ZnO NP ในสารละลายที่มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร และปริมาณสารละลาย 2 ลิตร คุณสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร: มวลของ ZnO NP = ความเข้มข้น/ปริมาณสารละลาย แทนค่าลงในสูตร: มวลของ ZnO NP = 0.5*2 = 1 g ดังนั้น จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย 1 กรัม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 72 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา