แปลและเรียบเรียง โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

860_main_fire_alarm_wallpaper-800x420
เครดิต: University of Sheffield
ภาพจาก https://phys.org/news/2018-06-plaster-mouth-treatment-oral-conditions.html

Ying-Jie Zhu และทีมวิจัยจาก Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences ได้พัฒนาวอลเปเปอร์ที่นอกจากจะใช้เปลี่ยนโฉมให้ห้องแล้ว ยังทนไฟและทำหน้าที่เป็นยามคอยส่งสัญญาณเตือนภัยเมื่อเกิดไฟไหม้ได้

โดยทั่วไปวอลเปเปอร์ประกอบด้วยเซลลูโลสหรือโพลิเมอร์สังเคราะห์ซึ่งติดไฟง่ายมาก เมื่อเกิดไฟไหม้ไฟจะลามอย่างรวดเร็ว ทีมวิจัยจึงต้องการออกแบบวอลเปเปอร์ที่ติดไฟยาก (ต้องได้รับความร้อนเป็นเวลานานหรืออุณหภูมิสูงมากจึงจะติดไฟ) และเมื่อโดนความร้อนสามารถส่งสัญญาณเตือนแบบอัตโนมัติได้

ทีมวิจัยเลือกใช้วัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่ทนไฟอย่างไฮดรอกซีอะพาไทต์ซึ่งพบได้จากกระดูกและฟัน แม้ไฮดรอกซีอะพาไทต์จะเปราะและไม่ยืดหยุ่น แต่หากทำให้เป็นเส้นลวดขนาดจิ๋วระดับนาโนจะมีความยืดหยุ่นสูงเหมาะที่จะทำวอลเปเปอร์

ส่วนคุณลักษณะที่ส่งสัญญาณเตือนได้นั้น ทีมวิจัยเลือกใช้แกรฟีนออกไซด์ซึ่งไวต่ออุณหภูมิเป็นเซ็นเซอร์โดยติดไว้บนผิวด้านหลังของกระดาษทั้งยังเชื่อมต่อวงจรเข้ากับหลอดไฟและออด แกรฟีนออกไซด์มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าแต่เมื่อได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูงจะเปลี่ยนเป็นนำไฟฟ้าจึงสามารถส่งสัญญาณเตือนได้

อย่างไรก็ดี เซ็นเซอร์จากแกรฟีนออกไซด์มีความไวต่ออุณหภูมิสูงราว 231.3 ºC ตอบสนองต่อความร้อนที่ 5 วินาทีและมีช่วงเวลาเตือนสั้นเพียง 3 วินาที ทีมวิจัยจึงปรับปรุงวอลเปเปอร์นี้ โดยเคลือบเซ็นเซอร์ด้วยโพลิโดพามีนซึ่งเป็นสารเคมีในฮอร์โมนและสารส่งผ่านประสาท ทำให้เซ็นเซอร์มีความไวที่อุณหภูมิต่ำลงเหลือเพียง 126.9 ºC ตอบสนองต่อความร้อนเร็วขึ้นเพียง 2 วินาที และช่วงเวลาเตือนนานขึ้นมากกว่า 5 นาที

วอลเปเปอร์ทนไฟสามารถพับให้เป็นรูปร่างต่างๆ ได้ (a-b) ย้อมสีได้หลากหลาย (c) และพิมพ์ภาพสีได้ด้วยเครื่องพิมพ์ทั่วไป (d-f)

วอลเปเปอร์ทนไฟที่พัฒนานี้มีสีขาว ทนต่อแรงทางกล และยืดหยุ่นสูงสามารถทำให้อยู่ในหลายรูปร่างได้ ย้อมสีได้หลากหลาย และพิมพ์ได้ด้วยเครื่องพิมพ์ทั่วไปได้ หากใช้งานอย่างกว้างขวางก็จะช่วยในเรื่องความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน ในอนาคตนักวิจัยมีแผนจะขยายสเกลการผลิต รวมทั้งศึกษาการใช้งานด้านอื่นๆ

Scroll Up