แปลและเรียบเรียง โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

 

นักวิจัยจาก Washington State University (WSU) พัฒนาวัสดุที่ทำจากพืชเป็นหลักเพื่อทดแทนสไตโรโฟม กระบวนการสังเคราะห์เรียบง่ายและใช้น้ำเป็นตัวทำละลายจึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โฟมที่พัฒนาขึ้นมีสมบัติโดดเด่น ได้แก่ เป็นฉนวนความร้อนที่เหนือกว่าสไตโรโฟม มีน้ำหนักเบามาก แต่สามารถรับน้ำหนักได้สูงกว่า 200 เท่าของน้ำหนักโดยไม่เปลี่ยนรูปร่าง สามารถย่อยสลายได้ดี และเมื่อโดนเผาเถ้าที่เหลือก็ไม่เป็นมลพิษ

ภาพจาก https://news.wsu.edu/2019/05/09/researchers-develop-viable-environmentally-friendly-alternative-styrofoam/

โพลิสไตรีนโฟมหรือสไตโรโฟมเป็นวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรมการขนส่ง การผลิตบรรจุภัณฑ์ เช่น แก้วกาแฟ และวัสดุก่อสร้าง แต่วัสดุนี้ผลิตจากปิโตรเลียมเป็นหลัก ไม่ย่อยสลายตามธรรมชาติ แถมยังสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเผาอีกด้วย นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงพยายามพัฒนาวัสดุจากพืชเพื่อมาทดแทนสไตโรโฟม แต่ก็ยังไม่มีวัสดุใดที่มีสมบัติเทียบเท่าสไตโรโฟม กล่าวคือ วัสดุที่พัฒนาขึ้นแข็งแรงน้อยกว่า เป็นฉนวนที่ด้อยกว่า ย่อยสลายได้แต่ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า และย่อยสลายเมื่อมีความชื้น

ทีมวิจัยจาก WSU ใช้กระบวนการที่เรียบง่ายในการพัฒนาวัสดุโฟม โฟมนี้ประกอบด้วยผลึกนาโนเซลลูโลส (cellulose nanocrystal) ที่ได้จากเยื่อกระดาษไม้ โดยเติมโพลิไวนิลแอลกอฮอล์เพื่อให้ยึดเกาะกับผลึกนาโนเซลลูโลส ทำให้โฟมยืดหยุ่นดีขึ้น วัสดุนี้มีโครงสร้างประกอบด้วยเซลล์ลักษณะสม่ำเสมอจึงเป็นฉนวนความร้อนที่ดี

นี่เป็นครั้งแรกที่วัสดุที่ทำจากพืชเป็นหลักมีสมบัติเป็นฉนวนที่เหนือกว่าสไตโรโฟม มีน้ำหนักเบามากแต่สามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า 200 เท่าของน้ำหนักตัวโดยไม่เปลี่ยนรูปร่าง สามารถย่อยสลายได้ดี และเมื่อโดนเผาเถ้าที่เหลือก็ไม่เป็นมลพิษ

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการใช้วัสดุหมุนเวียนอย่างนาโนเซลลูโลสในการผลิตวัสดุที่เป็นฉนวนความร้อนคุณภาพสูง ด้วยวิธีที่ประหยัดพลังงาน ใช้วัสดุที่มาจากปิโตรเลียมน้อย และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ขณะนี้ทีมวิจัยกำลังพัฒนาสูตรเพื่อผลิตวัสดุที่แข็งแรงขึ้น และทนทานมากขึ้นสำหรับการใช้งานจริง รวมถึงสนใจที่จะนำวัสดุตั้งต้นที่มีราคาถูกมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ในเชิงพาณิชย์ และขยายผลจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจริง

สนใจอ่านข้อมูลเพิ่มเติมที่

  • https://news.wsu.edu/2019/05/09/researchers-develop-viable-environmentally-friendly-alternative-styrofoam/
  • Peipei Wang et al, Strong ultralight foams based on nanocrystalline cellulose for high-performance insulation, Carbohydrate Polymers (2019). DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.04.059

 

Scroll Up