5 อนาคตของวัสดุและทางเลือกใหม่เพื่อความยั่งยืน (TH/EN)
Technology & Innovation

5 อนาคตของวัสดุและทางเลือกใหม่เพื่อความยั่งยืน (TH/EN)

  • 20 May 2021
  • 1933

การเปลี่ยนแปลงและวิกฤตการณ์ที่เกิดขึ้นทั่วโลกส่งผลให้เกิดการใช้ชีวิตแบบใหม่ที่ใส่ใจด้านสภาพอากาศและสิ่งแวดล้อม อีกทั้งการตระหนักด้านความปลอดภัยจากโรคระบาดยังส่งผลให้ประชาชนให้ความสำคัญกับความสะอาดและสุขอนามัยมากขึ้น เทคโนโลยีอย่างการเรียนรู้จักรกล (Machine learning) ชีววัสดุ (Biomaterial) และกราฟีน (Graphene) จึงกลายเป็นความหวังใหม่ที่จะช่วยให้เราปรับตัวเข้ากับการใช้ชีวิตแบบ New Normal ได้ในอนาคต

งานเสวนา Material Futures : ทางเลือกวัสดุเพื่ออนาคตที่ยั่งยืน จึงพาเราไปเรียนรู้ถึงแนวทางการแก้ปัญหาของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ทั้งในด้านเทคโนโลยี นวัตกรรม และวัสดุใหม่ที่เป็นทางเลือกของอนาคต โดย 6 วิทยากรที่เป็นทั้งนักคิด นักออกแบบ และผู้ผลิตจากหลากหลายสาขาอาชีพ

1. เทคโนโลยีและวัสดุเพาะปลูกแห่งอนาคต 
จากการทำงานเป็นผู้วิจัยด้านเทคโนโลยีการเพาะพืชแบบสวนแนวตั้ง หรือ Vertical Farm และพัฒนามาสู่ระบบโรงงานพืชแบบ Plant Factory ทั้งระดับโรงงานและการใช้งานในบ้าน ทำให้ ดร. สิริวัฒน์ สาครวาสี อาจารย์ประจำคณะผลิตกรรมการเกษตร มหาวิทยาลัยแม่โจ้ มีความรู้ความเชี่ยวชาญพิเศษเกี่ยวกับเทคโนโลยีและวัสดุเพื่อการเพาะปลูกในอนาคต ทั้งยังเคยมีผลงานเขียนชื่อว่า เกษตรกรรมแห่งอนาคต : The Agriculture of the Future มาแล้วอีกด้วย

โดย ดร. สิริวัฒน์ได้กล่าวถึง “ความสำคัญของการปลูกพืชระบบปิด” หรือ Closed Plant Production System (CPPS) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สำหรับการปลูกพืชผักหรือสินค้าทางการเกษตร มีความโดดเด่นตรงที่เราสามารถควบคุมผลผลิตของพืชผลให้ได้ปริมาณและคุณภาพที่มั่นคง และยังเป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความนิยมอย่างสูงทั่วโลก จนเกิดการลงทุนพัฒนา และต่อยอดในแนวทางของสตาร์ตอัพจำนวนมากทั้งในทวีปอเมริกาและยุโรป โดยเฉพาะในประเทศญี่ปุ่นที่มีการพัฒนาอย่างมากของเทคโนโลยีระบบปิดมาตั้งแต่ปี 1980

ดร. สิริวัฒน์ได้ยกตัวอย่างงานวิจัยที่สามารถเปรียบเทียบการปลูกพืชแบบโรงเรือนธรรมดากับการปลูกพืชในระบบปิด โดยยกตัวอย่างการผลิตเมล็ดพันธุ์พิทูเนีย (Petunia) ซึ่งเป็นไม้ดอกขนาดเล็ก ที่ปลูกภายในโรงเรือนพลาสติกกับภายในระบบปิดอย่างห้องแล็บขนาด 16 ตร.ม. ซึ่งได้ผลลัพธ์ว่า ภายในแล็บสามารถผลิตเมล็ดพันธุ์ได้เกือบหนึ่งล้านเมล็ดภายในเวลาเพียง 4 เดือน ขณะที่ในโรงเรือนธรรมดา โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน กลับไม่สามารถผสมเกสรได้เลย นอกจากนี้ ยังยกตัวอย่างเรื่องการปลูกสตรอว์เบอร์รีซึ่งเป็นพืชผลที่จำเป็นต้องใช้สารเคมีป้องกันศัตรูพืชมากในการปลูกแบบธรรมดา แต่การปลูกสตรอว์เบอร์รีในระบบปิดจะปลอดภัยมากกว่า เพราะไม่ต้องพึ่งสารเคมีในการป้องกันศัตรูพืช จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจกว่าเดิม 

นอกจากโรงเรือนระบบปิดแล้ว “การเรียนรู้จักรกล” (Machine learning) ก็เป็นแนวทางใหม่ที่น่าสนใจของการปลูกพืชระบบปิด เนื่องจากสามารถใช้เพื่อการทำนายความเสี่ยงในการเกิดโรคในพืชได้ เช่นที่บริษัท Pessl Instruments ในออสเตรีย ซึ่งได้นำข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการเพาะปลูก เช่น สภาพอากาศ ความชื้น อุณหภูมิ และประวัติของการเกิดโรคในพื้นที่ นำมาประมวลผลโดยปัญญาประดิษฐ์เพื่อสร้างข้อมูลทำนายความเสี่ยงของการเกิดโรคได้อย่างแม่นยำ หรือการวิจัยของสถาบัน MIT ในสหรัฐอเมริกา ที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์มาออกแบบเงื่อนไขการปลูกให้ได้พืชที่มีลักษณะตามที่ต้องการ โดยการทดลองปลูกโหระพาในหลายเงื่อนไข แล้วนำข้อมูลมาประมวลผลเพื่อสร้างโมเดลที่ดีที่สุด เช่น การค้นพบว่า  หากเราให้แสงกับโหระพานานขึ้น พืชก็จะให้กลิ่นที่แรงขึ้น หรือความสัมพันธ์ผกผันระหว่างน้ำหนักและกลิ่นของโหระพา ที่เมื่อมีต้นพืชมีน้ำหนักมากขึ้น จะส่งผลให้กลิ่นและรสมีแนวโน้มเจือจางลง

และประเด็นสุดท้ายที่มีผลต่อการเพาะปลูกแห่งอนาคตมากที่สุดก็คือ  “เทคโนโลยีวัสดุทางการเกษตร” ที่มีความสำคัญต่อการเกษตรในเกือบจะทุกกระบวนการ และยังมีการผลิตวัสดุใหม่ ๆ ออกมาหลากหลายประเภทสำหรับการเพาะปลูกทุกรูปแบบ เช่น ผลงานที่โดดเด่นจากนักศึกษามหาวิทยาลัยแม่โจ้ ซึ่งคิดค้นนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ “Veg in the Box” หรือวิธีการปลูกผักที่เติบโตขึ้นในบรรจุภัณฑ์ ซึ่งรับประกันความสด สะอาด เมื่อผักเจริญเติบโตขึ้นจนได้เวลาจำหน่าย ก็สามารถตัดต้นแล้วปิดผนึกนำไปขายได้เลยทั้งบรรจุภัณฑ์ ทำให้ผู้บริโภคมั่นใจได้ว่าเป็นคนแรกที่ได้สัมผัสผัก ซึ่งนอกจากนวัตกรรมนี้แล้ว ก็ยังมีการค้นพบใหม่ของเทคโนโลยีวัสดุการเกษตรอื่น ๆ อีก เช่น

  • บริษัท IMEC Film ประเทศญี่ปุ่นได้ประดิษฐ์แผ่นฟิล์มใสสำหรับปลูกต้นไม้ โดยให้รากของต้นไม้สามารถดูดน้ำที่อยู่ข้างใต้แผ่นฟิล์มขึ้นมาได้ ตัวแผ่นฟิล์มมีคุณสมบัติในการป้องกันเชื้อแบคทีเรียไม่ให้ผ่านเข้าไปยังต้นไม้เพื่อลดการเกิดโรค และการปลูกต้นไม้บนแผ่นฟิล์มนี้ยังเป็นการทำให้ต้นไม้รู้สึกขาดน้ำอยู่ตลอดเวลา จึงทำให้ต้นไม้พยายามดูดน้ำมากขึ้น และช่วยให้ได้ผลผลิตดีขึ้นกว่าปกติ

  • เทคโนโลยีเซ็นเซอร์อาจเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม เช่น ทางการแพทย์ใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่ทำมาจากวัสดุทางชีวภาพที่ย่อยสลายเองได้ (Biodegradable) ฝังลงไปในตัวผู้ป่วยเพื่อติดตามอาการ และจะย่อยสลายเองเมื่อถึงเวลา ซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับผลิตผลทางการเกษตร โดยการฝังเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิหรือข้อมูลที่เราต้องการจากพืชได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

  • งานวิจัยจากนักวิจัยในสวิตเซอร์แลนด์ได้พัฒนาวัสดุที่สามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยตัวเอง (Self-Sterile) โดยยกตัวอย่างการเคลือบวัสดุด้วยสังกะสีออกไซด์ (Zinc oxide) ที่สามารถปลดปล่อยอนุมูลอิสระที่ฆ่าเชื้อได้ออกมา ซึ่งในอนาคตเราอาจเห็นวัสดุชนิดนี้ในการปลูกพืชระบบปิด เช่นการปรับใช้ในการเคลือบผิวหน้าของรางปลูกเพื่อลดโอกาสในการเกิดโรคพืชที่จะนำมาสู่การสูญเสียทางการเกษตรได้

2. Eatstraw หลอดดูดน้ำกินได้จากแป้งมันสำปะหลัง 
ขยะพลาสติกคือปัญหาเร่งด่วนที่ทั่วโลกต้องร่วมมือกันแก้ไข เพราะหากขยะเหล่านี้ไม่ได้รับการจัดการที่ดีย่อมจะส่งผลกระทบต่อธรรมชาติโดยเฉพาะต่อสัตว์บกและสัตว์น้ำ ขณะที่มนุษย์เองก็อาจหนีไม่พ้นปัญหานี้เช่นกัน เพราะมีการค้นพบว่าในอุจจาระมนุษย์ทุก 10 กรัม มีการปนเปื้อนไมโครพลาสติกอยู่ถึง 20 อนุภาค นั่นหมายความว่ามีโอกาสที่อนุภาคขนาดเล็กของพลาสติกจะเข้าสู่ร่างกายเราโดยที่ไม่รู้ตัว

คุณสุรพร กัญจนานภานิช กรรมการผู้จัดการ บริษัท กัญจนาพร (สยาม) จํากัด เจ้าของผลิตภัณฑ์ Lorddee  หลอดดูดน้ำจากธรรมชาติที่การันตีด้วยรางวัลสร้างสรรค์นวัตกรรมยอดเยี่ยม สาขาเกษตรเชิงประสิทธิภาพและเทคโนโลยีชีวภาพของกรมส่งเสริมอุตสาหกรรม ได้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการเปลี่ยนพฤติกรรมของผู้บริโภคให้หันมาใช้หลอดจากธรรมชาติที่เป็นทั้งทางเลือกเพื่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

สำหรับในประเทศไทย นอกจากการประกาศให้งดใช้หลอดพลาสติกทั่วประเทศภายในปีพ.ศ. 2565 แล้ว ภาคเอกชนและภาคประชาชนต่างก็ให้ความร่วมมือในการรณรงค์ดังกล่าว จนส่งผลให้การแข่งขันของตลาดหลอดดูดน้ำจากธรรมชาติเพิ่มมากขึ้น ส่งผลดีในด้านต่าง ๆ เช่น เกิดการสร้างงานให้แก่เกษตรกรผู้ปลูกพืชผลที่ใช้เป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตหลอด ทั้งยังสร้างโอกาสให้ผู้ประกอบการรายใหม่ รวมถึงช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้โดยตรง เพราะหากหลอดเหล่านี้หลุดรอดออกสู่ธรรมชาติหรือท้องทะเล ตัวหลอดก็สามารถย่อยสลายหรือกลายเป็นอาหารของสัตว์ได้อีกด้วย

หลอดดูดน้ำจากธรรมชาติที่ผ่านมา ถูกผลิตขึ้นจากวัสดุทดแทนพลาสติกหลากชนิด ไม่ว่าจะเป็นกากอ้อย ชานอ้อย ซังข้าว หรือนวัตกรรมที่สร้างขึ้นใหม่อย่างหลอด PLA (Polylactic Acid) และหลอดกระดาษ เมื่อมีการวิจัยว่า “ข้าวหางงอก” สามารถทำเป็นหลอดดูดน้ำได้ บริษัท กัญจนาพร (สยาม) จํากัด ที่จำหน่ายข้าวหางงอกเป็นผลิตภัณฑ์หลักจึงหันมาศึกษาและทำการวิจัยเพื่อพัฒนาหลอดดูดน้ำกินได้จากข้าวหางงอกภายใต้แบรนด์ที่ชื่อว่า Lorddee

หลอดกินได้ของ Lorddee มีส่วนประกอบหลักที่ทำมาจากมันสำปะหลังและข้าว ไม่มีสารตกค้าง ได้รับมาตรฐาน GMP และ HAPP ตัวหลอดมีคุณสมบัติที่ดีคือ มีความตรง แข็งแรง และไม่เหนียวติดริมปากเมื่อสัมผัสกับน้ำลาย อีกทั้งยังไม่มีเศษของวัตถุดิบที่ละลายออกมาปนเปื้อนในเครื่องดื่ม สามารถรับประกันว่าหลอดนั้นสะอาดจนสามารถกินได้ นอกจากนี้ Lorddee ก็ยังสามารถย่อยสลายได้เองภายใน 30 วัน โดยหลอดดูดน้ำจากธรรมชาติแบรนด์ Lorddee จะเปิดตัวสินค้าอย่างเป็นทางการในเดือนสิงหาคม 2564 นี้ เพื่อเป็นอีกทางเลือกหนึ่งของหลอดดูดน้ำที่จะมาทดแทนหลอดพลาสติกอันเป็นผลงานจากฝีมือนักสร้างสรรค์ของไทย

3. ใยกัญชง...เส้นใยมหัศจรรย์ของช่างฝีมือรุ่นใหม่
เมื่อพูดถึง เฮมพ์ หรือ กัญชง ในความสนใจของอุตสาหกรรมทั่วไปส่วนใหญ่ มักให้ความสำคัญกับการสกัดเอาน้ำมันมาใช้งานหรือใช้เพื่อคุณสมบัติทางการแพทย์ แต่สำหรับ คุณอาทิตย์ ฤทธีราวี ผู้จัดการฝ่ายการตลาด บริษัท ดีดี เนเจอร์ คราฟท์ จำกัด กลับเห็นคุณสมบัติที่โดดเด่นของเฮมพ์ในอีกมิติหนึ่ง นั่นคือการนำเส้นใยจากเฮมพ์มาใช้ในงานคราฟต์

ด้วยคุณสมบัติที่มากมายของผ้าเฮมพ์ ทำให้คุณอาทิตย์มีความสนใจในการทอผ้าจากเส้นใยกัญชง  เมื่อบวกกับความสนใจในงานฝีมือของชาวบ้านและคนชายขอบ จึงทำให้ได้ริเริ่มโครงการสร้างสรรค์งานฝีมือที่มีกลิ่นอายทางวัฒนธรรมของชาวม้ง โดยทำงานร่วมกับช่างฝีมือชาวม้ง ซึ่งเป็นกลุ่มชาวบ้านที่มีความเชี่ยวชาญเรื่องกัญชงมาอย่างยาวนาน 

เฮมพ์นั้นมีคุณสมบัติในการป้องกันแบคทีเรียและเชื้อรา ทั้งยังสามารถกันรังสียูวีได้มากถึง 95% มีความแข็งแรงมากกว่าผ้าฝ้ายถึง 8 เท่า และสามารถระบายความชื้นและระบายอากาศได้ดี จึงเหมาะสำหรับนำมาทอเป็นผ้าสำหรับใช้ผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ อย่างเช่น กระเป๋า รองเท้า หรือเครื่องนุ่งห่ม

ไม่เพียงแต่คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะตัวของใยผ้าเฮมพ์ แต่ทางทีมนักออกแบบยังได้เพิ่มเติมนวัตกรรมต่าง ๆ ลงบนเส้นใยกัญชงอย่างการอัดออกซิเจนลงไปในใยผ้า ซึ่งหากผ้าสัมผัสกับของเหลว ออกซิเจนที่อยู่ในตัวผ้าจะดันของเหลวขึ้นมาให้อยู่เหนือผ้า จึงสามารถกันน้ำได้ร้อยเปอร์เซ็นต์ อีกทั้งยังใช้นวัตกรรมแคปซูลนาโนใส่กลิ่นลงไปในใยผ้า ได้ เมื่อผ้าเกิดการขยับหรือเสียดสี แคปซูลนาโนก็จะปล่อยกลิ่นที่บรรจุไว้ออกมา ทำให้เราสามารถใส่กลิ่นของผ้าไปได้ตามที่ต้องการ ซึ่งผลิตภัณฑ์ของบริษัทในปัจจุบันมีการบรรจุกลิ่นยอดนิยมลงไปทั้งกลิ่นยูคาลิปตัส กุหลาบ และชาเขียว

นอกจากเส้นใยที่ได้จากกัญชงแล้ว กัญชงก็ยังมีประโยชน์อีกมากมาย โดยเฉพาะส่วนแกนลำต้นที่เป็นของเหลือจากกระบวนการผลิต ได้แก่

  • เซลลูโลสจากเปลือกดิบและแกนลำต้นสามารถนำไปผลิตเป็นกระดาษ นอกจากนี้แกนเหลือทิ้งยังนำไปผสมกับยางได้เป็นผลิตภัณฑ์แผ่นยางกันไฟฟ้าสถิต ที่สามารถนำไปต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ได้ อาทิ พรมยาง ที่วางคอมพิวเตอร์ หรือพื้นรองเท้า

  • เฮมพ์กรีต (Hempcrete) หรืออิฐบล็อกจากกัญชง ก็เป็นอีกหนึ่งคุณสมบัติของเฮมพ์ที่ได้จากการนำแกนของกัญชงที่เหลือใช้ไปผสมกับวัสดุอื่น ๆ และขึ้นรูปเป็นอิฐบล็อกที่สามารถนำไปใช้ทดแทนอิฐบล็อกในการก่อสร้างได้

  • แกนลำต้นของกัญชงมีคุณสมบัติในการดูดกลิ่น จึงพัฒนาต่อไปเป็นที่รองเบาะสัตว์เลี้ยง หรือใช้เป็นที่แขวนดับกลิ่นในตู้เสื้อผ้าได้ เป็นต้น

4.อัพเดตเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ และวัสดุอัจฉริยะ “กราฟีน”
ปัจจุบันตลาดของกราฟีนเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยได้ปี 2021 นี้ มีมูลค่าตลาดโดยรวมอยู่ที่เกือบ 100 ล้านเหรียญสหรัฐฯ และจะกลายเป็นวัสดุมหัศจรรย์ที่ถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ รองผู้อำนวยการศูนย์ NSD (สวทช.) และนักวิจัยอาวุโส หน่วยวิจัยกราฟีน และนวัตกรรมพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ ได้พาเราไปเปิดโลกกับกราฟีนวัสดุแห่งอนาคต

กราฟีน คือวัสดุก้าวหน้า หรือ Advanced Material เป็นวัสดุชนิดคาร์บอนไดออกไซด์ชนิดหนึ่งที่เป็นส่วนหนึ่งของแร่แกรไฟต์ และเป็นวัสดุแรกของโลกที่ค้นพบว่ามีโครงสร้าง 2 มิติ มักเป็นวัสดุที่ถูกนำไปผลิตเป็นเซ็นเซอร์และตัวกักเก็บพลังงาน ถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์สองท่านคือ อันเดร กีม (Andre Geim) และ คอนสแตนติน โนโวซาลอฟ (Konstantin Novoselov) แห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ (University of Manchester) ที่สามารถทำการลอกกราฟีนออกมาจากแร่แกรไฟต์ และทำให้พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลในปี 2010 

ในประเทศไทย หน่วยวิจัยกราฟีนแห่งศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์(NSD) (สวทช.) ได้พัฒนาเทคโนโลยีในการลอกกราฟีนด้วยวิธีเคมีไอระเหย (Chemical Vapor Deposition) รวมทั้งเครื่องมือผลิตกราฟีนในรูปแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ทั้งยังสามารถสังเคราะห์กราฟีนด้วยแก๊สเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมเกษตรและปิโตรเคมีได้ ตลอดจนได้รับสิทธิบัตรเป็นที่แรกของโลกที่สามารถลอกกราฟีนด้วยเคมีไฟฟ้าจากแท่งกราไฟต์ ทำให้ได้รูปแบบกราฟีนผสมในสารละลาย ซึ่งสามารถนำไปใช้ในรูปแบบของสารนำไฟฟ้าได้ การค้นพบนี้ทำให้หน่วยงานได้รับรางวัล “Best in Carbon” จาก Material ConneXion แหล่งข้อมูลวัสดุนวัตกรรมระดับโลกที่นักออกแบบ นำมาใช้ต่อยอดได้ ขณะที่ความสำเร็จต่าง ๆ ก็ทำให้ต่อยอดไปเป็นผลงานได้หลากหลาย อาทิ 

  • แผ่นแสงที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าไปได้ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์แก้วเรืองแสงและกระเป๋าเรืองแสง

  • งานวิจัยการทำเซ็นเซอร์แผ่นตรวจสารเสพติด เชื้อโรคในอาหาร หรือสามารถตรวจเชื้อโควิด-19

  • หมึกกราฟีนที่ใช้เคลือบลงบนผ้า เพื่อทำให้เสื้อผ้ามีคุณสมบัติระบายความร้อน กันรังสียูวี และป้องกันเชื้อโรคได้

  • แบตเตอรีลิเธียมซัลเฟอร์ (Li-S) ซึ่งเป็นแบตเตอรีที่มีความจุมากขึ้น จึงเหมาะกับการใช้งานกับผลิตภัณฑ์แห่งอนาคตอย่างเช่นโดรนหรือรถยนต์ไฟฟ้าได้

  • แบตเตอรีกราฟีนสามารถนำไปผสมกับสังกะสีไอออน ได้เป็นแบตเตอรีสังกะสีไอออนที่ไม่ติดไฟ ปลอดภัย ไม่ระเบิด ทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ในอนาคตศูนย์ NSD (สวทช.) จะดำเนินการสร้างโรงงานต้นแบบแบตเตอรีชนิดสังกะสีไอออนที่เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก หรือ Eastern Economic Corridor of Innovation (EECi) ที่จังหวัดระยอง เพื่อวิจัยแบตเตอรีทางเลือกใหม่และระบบกักเก็บพลังงานที่จะช่วยสนับสนุนความมั่นคงทางพลังงานของประเทศ

คุณสมบัติมหัศจรรย์ของกราฟีน

  • เป็นวัสดุที่ความบางในระดับอะตอมของคาร์บอนไดออกไซด์ชั้นเดียว
  • มีความแข็งแรงกว่าเหล็กกล้า 200 เท่า ทำให้สามารถใช้กันกระสุนได้
  • กราฟีนมีลักษณะเป็นแผ่น ทำให้อิเล็กตรอนสามารถวิ่งบนผิวของวัสดุได้ จึงนำไฟฟ้ามากกว่าทองแดงถึง 1,000 เท่า
  • ความบางของกราฟีนทำให้สามารถโค้งงอได้มากถึง 20 เปอร์เซ็นต์ และโปร่งแสงถึง 97.3 เปอร์เซ็นต์ สามารถนำมาใช้เป็นวัสดุโปร่งแสงที่นำไฟฟ้าได้ดีอย่างเช่นจอภาพโค้งงอ
  • มีราคาถูก ปัจจุบันแร่กราไฟต์มีมูลค่าราว 3 เหรียญสหรัฐฯ หรือประมาณ 93 บาทต่อกิโลกรัม

 

ผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่มีส่วนประกอบของกราฟีน
กราฟีนเป็นวัสดุมหัศจรรย์ที่ไม่ได้เป็นเพียงวัสดุแห่งอนาคตอีกต่อไป เพราะปัจจุบันมีการใช้งานกราฟีนแล้วในหลากหลายอุตสาหกรรม ทั้งยังมีผู้ผลิตและนักออกแบบที่มองเห็นคุณสมบัติที่พิเศษของกราฟีน และนำมาลองปรับใช้กับสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ของตนเอง เพื่อเพิ่มทั้งมูลค่าและคุณสมบัติที่โดดเด่นขึ้น

  • Samsung Note 10 และ Series S ได้นำกราฟีนมาใช้เป็นแบตเตอรีมือถือ ทำให้สามารถชาร์จได้เร็วมากกว่าเดิมถึง 5 เท่า

  • Tesla บริษัทรถยนต์ไฟฟ้าแห่งอนาคต ได้ศึกษาการนำกราฟีนมาใช้เป็นแบตเตอรีรถยนต์เพื่อให้ชาร์จไฟได้ไวมากขึ้น วิ่งได้ในระยะทางที่ไกลขึ้น และมีอายุการใช้งานนานขึ้น

  • Vollebak ผู้ผลิตอุปกรณ์กีฬาได้ผลิตเสื้อแจ็กเก็ตที่มีส่วนผสมของกราฟีนเพื่อให้สามารถกันความร้อนและความหนาวได้ดีมากขึ้น ทั้งยังช่วยป้องกันเชื้อแบคทีเรียได้ด้วย

  • ANKER บริษัทหูฟัง ได้ผสมกราฟีนไปในเยื่อของหูฟังส่วนลำโพง ทำให้สามารถควบคุมความถี่ของเสียงได้ดีมากขึ้น ผู้ใช้งานจะได้รับเสียงที่คมชัดขึ้น

  • Grapheal บริษัทผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ ได้ผสมกราฟีนลงไปในพลาสเตอร์ปิดแผลเพื่อเพิ่มคุณสมบัติในการรักษาแผลและฆ่าเชื้อโรคได้ดีขึ้น

 

5.กราฟีน วัสดุแห่งอนาคต กับความเป็นไปได้ไม่รู้จบ
คุณเท็ด โปษะกฤษณะ ถิระพัฒน์ กรรมการบริษัท กราฟีน ครีเอชั่นส์ จำกัด บริษัทร่วมทุนไทยและอิตาลี ผู้ทำงานวิจัยและโครงการเกี่ยวกับการนำวัสดุกราฟีนมาใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพในอุตสาหกรรม และคุณภัสพงศ์ มุสิกบุตร Maker และผู้ร่วมก่อตั้ง MakerStation ได้ร่วมอธิบายถึงกระบวนการนำงานวิจัยของวัสดุกราฟีนไปใช้ประโยชน์ต่อในเชิงพาณิชย์อย่างไรให้คุ้มค่าและเติมเต็มความเป็นไปได้ใหม่ที่ไม่มีวันสิ้นสุด

บริษัท กราฟีน ครีเอชั่นส์ จำกัด นั้นมีความสนใจในการทำงานประสานระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์จากกราฟีนและการทำความเข้าใจกับตลาดผู้บริโภค จึงทำให้มองเห็นช่องว่างในการทำธุรกิจจากวัสดุแห่งอนาคตดังกล่าว เช่น ข้อได้เปรียบของการผลิตกราฟีนในเมืองไทยที่มีโรงงานการผลิตของสินค้าแต่ละรูปแบบอยู่ไม่ไกลกัน ตั้งแต่โรงงานผ้า พลาสติก สี ฯลฯ ประกอบกับยังมีองค์กร นักวิจัยและคอมมูนิตีของกลุ่มคนที่พัฒนากราฟีนอยู่ภายในประเทศจำนวนมาก ทำให้สามารถพัฒนานวัตกรรมนี้ได้รวดเร็วมากขึ้น

ขณะที่ในฝั่งของนักออกแบบก็มุ่งเน้นรูปแบบการทำงานเสมือน “นักแปลภาษา” ที่นำเอาความรู้เชิงเทคนิคมาเพื่อปรับใช้ให้เข้ากับผู้ใช้งาน ในแง่ของกราฟีนนั้น ดีไซเนอร์ถือเป็นสะพานเชื่อมจากแล็บไปสู่ตลาด จึงต้องเรียนรู้การดึงคุณสมบัติเด่นของกราฟีนไปรวมเข้ากับสิ่งที่ลูกค้าต้องการ พร้อมกับการเพิ่มมูลค่าให้สินค้าในมุมมองของผู้บริโภคให้ได้ และต้องทำงานกับนักพัฒนาวัสดุ และผู้วิจัยในห้องทดลองอย่างใกล้ชิด เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ทั้งมีคุณสมบัติดี และตอบโจทย์กับความต้องการของผู้บริโภคได้ดีที่สุด 

เมื่อกราฟีนเป็นวัสดุที่สามารถนำมาปรับใช้ได้หลากหลาย จึงจำเป็นที่นักออกแบบจะต้องใช้ความรู้และความสามารถหลายแขนงในการทำงาน โดยคุณภัสพงศ์ได้อธิบายถึงกราฟีนว่า เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติมากมาย แต่การจะปรับใช้ให้อยู่ในอุปกรณ์ชนิดใดชนิดหนึ่ง สิ่งที่ดีไซเนอร์พยายามจะทำคือการคิดนอกกรอบเดิมให้ได้ ในหลายกรณีเมื่อมีวัสดุใหม่เกิดขึ้น ดีไซเนอร์มักนำมาใช้งานกับวิธีการทำงานแบบเดิม ซึ่งแท้จริงแล้วอาจมีคุณสมบัติและวิธีการใช้งานที่แตกต่างกัน ทำให้เราต้องใช้มุมมองจากหลายสาขามาประกอบกันในการทำงาน พร้อมทิ้งทายว่า ตลาดของวัสดุกราฟีนมีโอกาสที่จะเติบโตขึ้นอย่างมากในประเทศและทั่วโลก ตัวอย่างในประเทศไทย เช่น การเกิดขึ้นของโรงงานที่ทำเกี่ยวกับวัสดุเส้นใยผสม (Fiber Composites) ชั้นนำของโลกแล้ว ทั้งยังมีนิเวศของการพัฒนาที่ครบถ้วน ตั้งแต่การมีดีไซเนอร์หรือนักออกแบบที่มีความเข้าใจในวัสดุ ผู้ผลิตที่มีคุณภาพ และนักวิจัยที่มุ่งมั่นมากมาย ปัจจัยเหล่านี้ย่อมสร้างให้กราฟีนสามารถพัฒนาต่อยอดได้อีกมาก หากทุกฝ่ายร่วมด้วยช่วยกันที่จะเพิ่มคุณค่าและมูลค่าของวัสดุต่อไป

ที่มา : สรุปบรรยาย Material Futures: ทางเลือกวัสดุเพื่ออนาคตที่ยั่งยืน โดย สำนักงานส่งเสริมเศรษฐกิจสร้างสรรค์ (CEA) เมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 2564 

เรื่อง : นพกร คนไว