TREND FAST TRACK: Material Trend Biophilic Materials : นวัตกรรมวัสดุเลียนแบบธรรมชาติ

ปัญหาสิ่งแวดล้อมนั้นยิ่งทวีคูณความรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ มันกลายเป็นเรื่องที่ทุกฝ่ายต้องให้ความสำคัญ แม้แต่ในวงการวัสดุเองก็มีการคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆ มาเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้น และวิธีการหนึ่งที่นักเหล่านักวิทยาศาสตร์ใช้แก้ปัญหาธรรมชาตินี้ก็คือการสร้างวัสดุที่เลียนแบบธรรมชาติขึ้นมาใหม่ให้ดีกว่า ทนทานกว่า เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยิ่งกว่า ทดแทนวัสดุดั้งเดิมที่มีกระบวนการผลิตและขนส่งที่สร้างมลภาวะอย่างมาก Trend Fast track ประจำสัปดาห์นี้จึงขอนำเสนอนวัตกรรมด้านวัสดุใหม่ๆ ที่ถูกคิดค้นโดยนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกมาเล่าสู่กันฟัง

[อเมริกา] ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดคิดค้น “คอนกรีตมีชีวิต” งอกเพิ่มปริมาณในตัวเองได้

คอนกรีต (Concrete) เป็นวัสดุที่มนุษย์ใช้หมดเปลืองไปมากที่สุดเป็นอันดับสองรองจากน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานก่อสร้าง การผลิตคอนกรีตนั้นต้องใช้ทรัพยากรและพลังงานมหาศาล จึงมีความพยายามจากนักวิทยาศาสตร์ที่จะคิดค้นวัสดุซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน แต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยิ่งกว่ามาทดแทน

ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด วิทยาเขตโบลเดอร์ (CU Boulder) ของสหรัฐฯ เผยถึงความสำเร็จในการคิดค้น “คอนกรีตมีชีวิต” (Living concrete) ซึ่งสามารถขยายตัวเพิ่มปริมาณเนื้อคอนกรีตเองได้ โดยใช้แบคทีเรียชนิดไซเนโคค็อกคัส (Synechococcus) มาเป็นส่วนผสมของเนื้อคอนกรีตด้วย อันที่จริงแล้ว “คอนกรีตมีชีวิต” นั้นไม่เหมือนกับคอนกรีตโดยทั่วไปเสียทีเดียว โดยมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับปูนทราย (Mortar) ที่ใช้ในงานก่ออิฐถือปูนหรืองานฉาบมากกว่า ซึ่งปูนทรายนั้นไม่แข็งแกร่งเท่ากับคอนกรีต อย่างไรก็ตาม ข้อดีของคอนกรีตมีชีวิตนั้นก็คือ สามารถเพิ่มปริมาณเนื้อคอนกรีตขึ้นมาเองได้หลายเท่า หากยังไม่อยู่ในสภาพที่ความชื้นระเหยแห้งไปหมด และแบคทีเรียในคอนกรีตยังคงมีชีวิตอยู่ จากการพิสูจน์ในห้องทดลอง ทีมผู้วิจัยพบว่าอิฐบล็อกที่ทำจากคอนกรีตมีชีวิตเพียงก้อนเดียว สามารถแบ่งตัวเพิ่มจนกลายเป็นอิฐถึง 8 ก้อนได้ เมื่อเติมน้ำและสารอาหารให้แบคทีเรียที่อยู่ในเนื้อคอนกรีตอีกนิดหน่อย การที่แบคทีเรียสามารถมีชีวิตอยู่ในเนื้อคอนกรีตได้หลายสัปดาห์ ทำให้สะดวกต่อการนำไปเป็นวัสดุก่อสร้างสำหรับพื้นที่ห่างไกลทุรกันดาร หรือแม้แต่ในห้วงอวกาศนอกโลก เนื่องจากไม่ต้องเปลืองแรงขนย้ายวัสดุจำนวนมากที่หนักอึ้งไปยังจุดก่อสร้างตั้งแต่แรก แต่สามารถจัดการให้มันขยายตัวเพิ่มจำนวนขึ้นเองภายหลังได้
Credit : bbc.com

[อเมริกา] นาซ่าพัฒนาวิธีใช้เส้นใยเห็ดรา สร้างฐานที่มั่นบนดวงจันทร์-ดาวอังคาร
ทีมนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิจัยเอเมส (ARC) ขององค์การนาซา เผยถึงความคืบหน้าในการคิดค้นพัฒนาวิธีใช้กลุ่มเส้นใยของเห็ดราหรือไมซีเลียม (Mycelium) มาทำเป็นวัสดุสำหรับก่อสร้างฐานที่มั่นของมนุษย์บนดวงจันทร์หรือดาวอังคาร ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานและอำนวยความสะดวกได้อย่างมาก เพราะไม่ต้องขนย้ายวัสดุที่มีน้ำหนักมหาศาลมาจากโลก โครงการวิจัยนี้เริ่มขึ้นตั้งแต่ปี 2018 โดยถือเป็นกลยุทธ์หนึ่งในการพัฒนาวัสดุที่เหมาะสมกับการสำรวจอวกาศในอนาคตอันใกล้ ซึ่งนักวิจัยของนาซามองว่า เราสามารถนำหัวเชื้อเห็ดราที่มีราคาถูกและมีน้ำหนักเบาในปริมาณเพียงน้อยนิดไปยังสถานที่ตั้งอาณานิคมต่างดาว แล้วเพาะให้มันขยายตัวเพิ่มเป็นวัสดุรูปทรงต่าง ๆ ได้ในภายหลัง ทีมผู้วิจัยระบุว่า วัสดุก่อสร้างที่ทำจากเส้นใยของเห็ดราจะมีความทนทานสูง แต่มีความยืดหยุ่นมากกว่าคอนกรีต สามารถเติบโตซ่อมแซมตัวเองได้ มีคุณสมบัติเป็นฉนวนกันความร้อนและทนไฟ ขณะนี้กำลังมีการทดสอบว่า เชื้อเห็ดราจะสามารถเติบโตในสภาพดินของดาวอังคารได้ดีเพียงใด หากมีการให้น้ำในปริมาณจำกัดและมีการเพิ่มแบคทีเรียชนิดที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงลงไป เพื่อช่วยเพิ่มสารอาหารให้เห็ดราอีกทางหนึ่ง
Credit : bbc.com

[ฟินแลนด์] นักวิทย์ฟินแลนด์พัฒนาวัสดุชีวภาพใยไม้-ใยแมงมุม พร้อมใช้แทนพลาสติก
นักวิทยาศาสตร์ชาวฟินแลนด์จากศูนย์วิจัยทางเทคนิควีทีที (VTT Technical Research Centre) ได้พัฒนาวัสดุชีวภาพชนิดใหม่ที่ผสมผสานระหว่างเส้นใยไม้และใยแมงมุม เพื่อใช้ทดแทนพลาสติกในอนาคต เป็นนวัตกรรมใหม่ชนิดนี้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุธรรมชาติและวัสดุสังเคราะห์ที่มีในปัจจุบันมาก ทั้งด้านความแข็งแกร่งและความทนทาน ด้วยการผสานเส้นใยเซลลูโลสของไม้และโปรตีนจากใยแมงมุมเข้าด้วยกัน เกิดเป็นวัสดุชนิดใหม่ สามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ ทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ต่างจากพลาสติก ซึ่งทำมาจากปิโตรเลียมและโพลิเมอร์ ที่มีส่วนประกอบของคาร์บอน ใยแมงมุมที่ใช้ในการวิจัยมิใช่ใยแมงมุมจริง แต่เป็นวัสดุที่นักวิจัยผลิตขึ้นจากแบคทีเรียนและดีเอ็นเอสังเคราะห์ นักวิจัยรู้จักโครงสร้างของดีเอ็นเอ จึงสามารถสร้างเลียนแบบขึ้นเพื่อใช้ผลิตโมเลกุลโปรตีนใยแมงมุมเทียม ที่มีความคล้ายคลึงทางเคมีกับใยแมงมุมจริง
Credit : www.xinhuathai.com

[อังกฤษ] พลาสติกจากเกล็ดปลา MarinaTex คว้ารางวัลชนะเลิศการประกวดออกแบบ James Dyson Award ในปีนี้
นักศึกษาจาก University of Sussex สหราชอาณาจักร ชนะเลิศการประกวดออกแบบ James Dyson Award ในปีนี้ นำโดย Lucy Hughes ซึ่งทำการทดลองกับวัสดุนับร้อยชนิด แล้วมาจบลงที่การใช้เกล็ดปลาในการเปลี่ยนรูปให้เป็นพลาสติก ซึ่งมีความแข็งแรงกว่าพลาสติกจากปิโตรเลียม และสามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติ พลาสติกชนิดนี้มีชื่อว่า MarinaTex มีความโปร่งแสง ยืดหยุ่นได้ดี ใช้วัสดุหลักคือเกล็ดปลาเหลือทิ้งและมีตัวเชื่อมประสานคือสาหร่ายทะเลสีแดง สามารถย่อยสลายได้ในธรรมชาติภายใน 4-6 สัปดาห์อ นอกจากนี้ MarinaTex ยังทนทานต่อแรงดึงมากกว่าพลาสติกจากปิโตรเลียม และขั้นตอนการผลิตทั้งหมดยังทำภายใต้อุณหภูมิน้อยกว่า 100 องศาเซลเซียส จึงใช้พลังงานน้อยมาก
Credit : dezeen

อย่างไรก็ตามวัสดุที่เพิ่งถูกคิดค้นขึ้นมาใหม่นี้ยังอยู่ในขั้นทดลองใช้ หากมีการพัฒนาให้สามารถนำไปใช้ได้อย่างแพร่หลายในอนาคตจนสามารถใช้ในเชิงพาณิชย์ทดแทนวัสดุดั้งเดิมได้ เจ้าวัสดุเหล่านี้ก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยเหลือโลกของเราในอนาคต

🔥 Trend Fast Track เทรนด์สดใหม่เสิร์ฟร้อน 🔥 โดย Baramizi Lab ศูนย์วิจัยเทรนด์และคอนเซปต์แห่งอนาคต เราได้ทำการ Spot กรณีศึกษา (Case Study) จากข่าวสารแหล่งต่างๆ และศึกษาเทรนด์การออกแบบประสบการณ์เด็ดๆ อะไรที่แบรนด์พร้อมใจกันสร้าง และ Launch ออกมาทั่วโลกในแต่ละสัปดาห์

#FutureLabResearch #ResearchForBusiness #FutureTrendResearch#TrendFastTrack2019 #WisdomDrivetheFuture