11 วัสดุใหม่ที่นักออกแบบควรจับตามอง

 

Andrew Dent รองประธานฝ่ายห้องสมุดและวิจัยวัสดุของ Material ConneXion เป็นผู้เชี่ยวชาญที่ดูแลห้องสมุดวัสดุที่ใหญ่ที่สุดในโลก Dent รับฟังความต้องการของลูกค้า ไม่ว่าจะเป็น Armani, Chrysler, Calvin Klein, Hermann Miller, Disney, Nike, Toyota ฯลฯ แล้วค้นหานวัตกรรมวัสดุที่ตอบโจทย์ให้ลูกค้า ซึ่ง Dent หลงใหลและชื่นชอบในงานมากกว่าใครในวงการ 

 

ในช่วงเทศกาลนวัตกรรมของนิตยสาร Fast Company ที่จัดขึ้นก่อนหน้านี้ เราได้พบกับ Dent ระหว่างที่ไปเยี่ยมชมห้องสมุดวัสดุ Material ConneXion และได้ขอให้เขาช่วยเล่าให้ฟังถึงวัสดุล้ำยุคที่คิดว่าจะมีบทบาทสำคัญสำหรับนักออกแบบในอนาคตอันใกล้นี้

 

 

ด้วยคุณสมบัติที่เพียบพร้อม ไม่ว่าจะเป็นความแข็งแรงที่มากกว่าเหล็ก 100 เท่า น้ำหนักที่เบามากดุจขนนก แสงสามารถทะลุผ่านได้เกือบหมด และยังเป็นสื่อนำความร้อนและไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ทำให้กราฟีน (Graphene) เป็นวัสดุที่ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในวงการพลังงานแสงอาทิตย์ อิเล็กทรอนิกส์ การแพทย์ชีวภาพ และอีกหลากหลายสาขา แต่กราฟีนที่ยังไม่ผ่านการแปรรูปเป็นวัสดุที่ยากแก่การนำไปใช้และผลิตในปริมาณมาก Graphene Nanocoating เป็นการเคลือบสารกราฟีนลงบนวัสดุอื่น ช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่ดีของกราฟีนให้กับวัสดุเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพในราคาถูก ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งที่จะนำ Graphene Nanocoating ไปใช้ในการออกแบบอุตสาหกรรมคือ การผลิตสมาร์ทโฟนที่บางขึ้น เบาขึ้น แข็งแรงมากขึ้น และมีแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้นานขึ้น

 

 

วัสดุชนิดนี้ผ่านการใช้งานแล้ว 100 เปอร์เซ็นต์ มีสัมผัสเหมือนฝ้าย แต่คงรูปได้เหมือนพลาสติก ผลิตจากใยฝ้ายรีไซเคิลที่ได้จากกางเกงยีนส์และเสื้อยืดที่ทิ้งแล้ว นอกจากจะช่วยรีไซเคิลเสื้อผ้าเป็นล้านๆ ชิ้นต่อปีแล้ว Karta-Pack ยังให้ความรู้สึกที่หรูหรา จึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจของบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์  ลองนึกภาพการแกะกล่องแก็ดเจ็ตที่ให้ความรู้สึกเหมือนผ้าฝ้ายที่มีความแข็ง Dent กล่าวว่านักออกแบบเฟอร์นิเจอร์สามารถใช้ Karta-Pack ผลิตเฟอร์นิเจอร์ที่ผิวสัมผัสเหมือนเนื้อผ้า แต่แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักมนุษย์ได้

 

 

หมึกนำไฟฟ้าไม่ใช่ของใหม่ มีการผลิตออกมาหลายปีแล้ว แต่ผลิตได้เพียง 2 สีคือ สีเงินและสีคาร์บอนเท่านั้น ในแง่ของสุนทรียศาสตร์หมึกนำไฟฟ้าจึง “ไร้ความสวยงามที่แท้จริงสำหรับคนที่ไม่ได้เป็นวิศวกร” ตามที่ Dent กล่าวไว้ อย่างไรก็ตามมีความก้าวหน้าในวงการที่ทำให้สามารถเปลี่ยนสีหมึกนำไฟฟ้าให้เป็นสีไหนก็ได้ตามที่ต้องการ  ซึ่งอาจนำไปใช้ในเสื้อผ้าและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะต่างๆ ลองนึกภาพเสื้อแจ็คเก็ตที่พิมพ์ลายเก๋ๆ บนแขนเสื้อ และเมื่อเราสัมผัส ก็สามารถสั่งงานไปที่ iPhone ได้อีกต่างหาก 

 

 

แผ่นฝ้าเพดาน ReWall Ceiling Tile ผลิตจากภาชนะบรรจุเครื่องดื่มรีไซเคิลที่มีทั้งกล่องกระดาษ ขวดพลาสติก และอลูมิเนียม โดยใช้กรรมวิธีคล้ายกับการผลิตไม้อัดเกล็ดเรียงชิ้น (Oriented Strand Board, OSB) ทำให้ได้วัสดุที่มีโครงสร้างเหมือนไม้อัด OSB เราสามารถตัดและเจาะตะปูได้เหมือนไม้ แต่ทนทานต่อความชื้นได้ดีกว่า จนสามารถนำมาใช้เป็นแผ่นกระเบื้องหลังคาได้ เพราะยังสามารถทนทานต่อสภาพอากาศได้

 

 

การตกเคลือบด้วยไอทางกายภาพ (Physical Vapor Deposition, PVD) เป็นกระบวนการเคลือบฟิล์มโลหะบางบนวัตถุตกแต่ง เช่น อ่างล้างหน้า หรือจานครอบดุมล้อ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและต้านทานรอยขีดข่วน ZrOC เป็นเทคนิคการเคลือบแบบใหม่ที่นำส่วนผสมของเซอร์โคเนียม ออกซิเจน และคาร์บอนไปตกเคลือบบนโลหะ พลาสติก ไม้ กระจก หรือผ้าทอ โครเมียมที่ได้จะเป็นสีอะไรก็ได้ ไม่ใช่แค่สีเงินสะท้อนแสงอย่างเดียว ขึ้นอยู่กับว่าผสมส่วนประกอบเหล่านี้อย่างไร Dent กล่าวว่า “กระบวนการเคลือบนี้คิดค้นขึ้นเพื่อเคลือบอุปกรณ์ในครัว แต่คาดว่าจะได้เห็นการนำ ZrOC ไปเคลือบสมาร์ทโฟนหรือนาฬิกาอัจฉริยะเร็วๆ นี้อย่างแน่นอน”

 

 

วัตถุที่ผลิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติมักจะดูไม่สวย และให้สัมผัสไม่ดีเท่าวัตถุที่ได้จากกระบวนการผลิตและวัสดุดั้งเดิม แต่ Tethonite ฉีกกฎนี้อย่างสิ้นเชิง เมื่อผ่านการเผาและบ่มแล้ว เซรามิกพิมพ์ 3 มิติชนิดนี้จะดูเหมือนเซรามิกทำมือหรือผลิตจากเครื่องจักรอุตสาหกรรมไม่มีผิด Tethonite ไม่เพียงพลิกโฉมวงการศิลปะเซรามิกด้วยการสร้างสรรค์ลวดลายที่จะละเอียดแค่ไหนก็ได้ แต่ยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในสินค้าอุปโภคได้หลายอย่าง “บริษัทผู้นำนวัตกรรมของโลกอย่าง Apple ต้องการที่จะค้นหาวิธีใหม่ๆ ที่จะใช้เซรามิกเพราะมันเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยม” Dent กล่าว “มีความแข็งแต่ก็ละเอียดอ่อนและกระจายแสงได้ แต่เซรามิกไม่เหมือนกับโลหะตรงที่มันเปราะบาง” ถ้าตกมันก็แตก เราจึงไม่เห็นการใช้เซรามิกเป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (แต่ Apple Watch ก็เพิ่งเปิดตัวรุ่นไฮเอนด์ที่เป็นเซรามิกไป) Tethonite อาจจะช่วย Apple ด้วยการผสานคุณสมบัติดีๆ ของโลหะและเซรามิกเข้าด้วยกันเพื่อผลิตอุปกรณ์ใหม่ๆ ที่ทนทานมากขึ้น

 

 

เนื้อผ้าอัจฉริยะที่เบาบางและได้รับการจดสิทธิบัตรเรียบร้อยแล้วชนิดนี้ ทำจากตาข่ายเหล็กกล้าไร้สนิมหรือสแตนเลส 100 เปอร์เซ็นต์ เคลือบด้วยสารพิเศษที่สามารถดูดซับรังสีโซล่าร์ได้ (Solar Selective Coating) ThermalTech อาจเป็นสิ่งที่มีประโยชน์สำหรับผู้ผลิตเสื้อผ้ากีฬา เพราะมันสามารถดูดซับความร้อนจากรังสีอัลตราไวโอเลตได้อย่างยอดเยี่ยม และกระจายความร้อนออกมาผ่านเนื้อผ้า ลองนึกภาพเสื้อผ้าสำหรับเล่นกีฬาที่ใส่แล้วอุ่นเหมือนกำลังใส่ผ้าขนสัตว์ แต่เบาบาง ไม่เทอะทะ นี่เป็นสาเหตุว่าทำไม Nike น่าจะสนใจ ThermalTech Dent เล่าว่าบริษัทเหล่านี้ “สามารถคิดค้นวัสดุที่กำจัดกลิ่นและเหงื่อได้แล้ว การควบคุมอุณหภูมิให้ได้จึงเป็นเป้าหมายต่อไปที่จะต้องทำให้สำเร็จ”

 

 

Paptic เป็นวัสดุใหม่ที่อยู่ระหว่างกระดาษและพลาสติก สามารถพิมพ์ลวดลายลงไปได้ง่าย และยังนำไปรีไซเคิลได้ไม่ยากอีกด้วย ทั้งยังเหมาะแก่การนำไปทำเป็นบรรจุภัณฑ์ Dent ยอมรับว่า “มันอาจจะไม่ใช่วัสดุที่เปลี่ยนโลก” แต่ Dent มองว่าเราน่าจะได้เห็นวัสดุชนิดนี้ทั่วไปในท้องตลาด เพราะมีสัมผัสและรูปลักษณ์ที่เหมือนกระดาษ แต่มีคุณสมบัติที่แข็งแรงและฉีกขาดยากเหมือนพลาสติก

 

 

จริงๆ แล้ว คอนกรีตเป็นวัสดุคอมโพสิตที่ประกอบไปด้วยขยะ ซึ่งก็คือทรายและก้อนกรวดที่ยึดติดกันด้วยซีเมนต์ RE>CRETE ก็ไม่ต่างกัน แต่แทนที่จะใช้ทรายและก้อนกรวด มันทำจากหนังสือพิมพ์และจดหมายขยะที่ย่อยแล้ว ไม่ว่าจะเป็นกล่องสไตโรโฟม สายไฟอิเล็กทรอนิกส์ในบ้าน บัตรเครดิต ซีดี สีทาบ้านเหลือใช้ หรือขุยด้ายที่ติดอยู่บนเสื้อผ้า ซีเมนต์พอร์ทแลนด์และเถ้าลอย (Fly Ash) เรียกได้ว่าเป็นการรีไซเคิลในระดับการก่อสร้างเลยทีเดียว RE>CRETE จะช่วยสร้างอาคารในอนาคตด้วยขยะในปัจจุบัน

 

 

ถ้าสูทที่เราใส่เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดใหญ่ล่ะ นี่ไม่ใช่ความคิดเพ้อฝัน เพราะ Flexible Battery หรือแบตเตอรี่งอพับได้ จากบริษัท Jenax Inc. ทำให้เป็นจริงได้ Dent อธิบายว่า “ความแตกต่างอยู่ตรงที่ว่าแบตเตอรี่ธรรมดาจะมาเป็นก้อน แต่แบตเตอรี่งอพับได้นี้ทำจากการปั่นเส้นใยผ้า ทำให้มีความยืดหยุ่น” Flexible Battery สามารถพับได้ 2,000 ครั้งโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง จึงเป็นตัวเลือกที่ดีของเสื้อผ้าอัจฉริยะ ผ้าทออิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สวมใส่ต่างๆ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนรูปหรือยืดหยุ่นได้

 

 

ถ้าอยากรู้ว่า Grip Metal ทำอะไรได้ ลองนึกถึงโลหะที่เป็นตีนตุ๊กแกดูสิ  Grip Metal เป็นกระบวนการปั๊มเข้ารูปโลหะที่ทำให้โลหะ 2 แผ่นแนบติดกันโดยไม่ต้องใช้กาว ไม่ต้องเชื่อมโลหะ หรือตอกตะปูเข้าด้วยกันแต่อย่างใด เมื่อนำมาแปะติดกันแล้ว โลหะ 2 แผ่นนี้จะแข็งแรงขึ้นเป็น 3 เท่าจากก่อนที่จะนำมาแปะเข้าด้วยกัน จึงเป็นสุดยอดวัสดุที่เหมาะแก่การนำไปออกแบบเฟอร์นิเจอร์ อุตสาหกรรมการผลิต และการก่อสร้าง

 

วัสดุที่ได้กล่าวมาทั้งหมดนี้มีจำหน่ายแล้ว แต่ยังไม่ติดตลาดมากนักในปัจจุบัน แต่คาดว่าเราจะได้เห็นบ่อยขึ้นในอีกไม่กี่เดือนหรือไม่กี่ปีข้างหน้านี้ หลังจากที่ได้ฟัง Dent เล่าแล้ว เราก็รู้ว่าวัสดุเหล่านี้เป็นดาวรุ่งพุ่งแรงในวงการวัสดุศาสตร์ในตอนนี้

 

อ้างอิง: บทความ “11 Exciting New Materials Designers Should Watch” จากเว็บไซต์ https://www.fastcodesign.com