กระเบื้องปูพื้นจีโอโพลิเมอร์ลายหินจากเศษแก้ว (Geopolymer glass tiles)

จากปัญหาสภาวะโลกร้อนที่รุนแรงขึ้นต่อเนื่องหลายปี การคิดค้นนวัตกรรมวัสดุใหม่ๆ ได้เกิดตามมาต่อเนื่องเช่นกัน เพื่อทดแทนวัสดุเดิมที่มีขั้นตอนการผลิตที่ใช้พลังงานมากเกินไปและมีผลกระทบกับชั้นบรรยากาศของโลก หนึ่งในนั้นคือสิ่งที่เรียกว่า “จีโอโพลิเมอร์” ที่ถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์เคมีชาวฝรั่งเศส ที่ชื่อว่า ศาสตราจารย์โจเซฟ เดวิดดอฟ (Prof. Joseph Davidovits)

ก่อนอื่นต้องเล่าถึงตัวอย่างการผลิตวัสดุก่อสร้าง อย่างเช่น หรือปูนซีเมนต์ทั่วไป ที่โดยปกติแล้วต้องใช้พลังงานความร้อนในการเผาตั้งแต่ 1,400 องศาเซลเซียสขึ้นไป เพื่อให้ตัวปูนซีเมนต์นั้นก่อตัวและจับกลุ่มเป็นปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์รูปเป็นร่างขึ้นมา แต่ทว่าการผลิตด้วยขั้นตอนนี้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซกำมะถันออกไซด์ (SO3) และไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ไปสู่ชั้นบรรยากาศ กลายเป็นปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effects) ที่สร้างความเสียหายให้แก่สภาพแวดล้อมในที่สุด

การพัฒนาที่ทำให้เกิดเป็นกระเบื้องปูพื้นจากเศษแก้ว :

จีโอโพลิเมอร์ (Geopolymer) จึงเป็นวัสดุใหม่ที่น่าสนใจ ด้วยโครงสร้างของจีโอโพลิเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาโพลิเมอร์ไรเซชั่น (Geopolymerization) ของสารตั้งต้นที่ประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) และอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) เป็นหลัก จีโอโพลิเมอร์มีความแข็งแรงและสามารถก่อตัวได้ แต่ว่าในกระบวนการผลิตมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และใช้พลังงานน้อยกว่าปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์ และยังมีจุดเด่นกว่าในเรื่องของความเสถียรที่อุณหภูมิสูง, การแข็งตัวที่รวดเร็ว, สามารถทนกรดและซัลเฟต รวมถึงมีการหดตัวต่ำ จีโอโพลิเมอร์จึงถูกนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง เป็นต้น

หากกล่าวถึงในอุตสาหกรรมวัสดุตกแต่งเองนั้น จีโอโพลีเมอร์ก็สามารถนำมาประยุกต์ทำเป็นวัสดุทดแทนเซรามิกส์ได้ในบางประเภท เพราะสามารถผลิตได้ที่อุณหภูมิห้อง ไม่ต้องใช้อุณหภูมิการเผาที่สูงๆ จึงประหยัดพลังงานในการผลิตไปในตัว และมีตัวอย่างงานวิจัยจากห้องปฏิบัติการเซรามิกและแก้ว หน่วยวิจัยเซรามิกส์ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ โดย ดร.อนุชา วรรณก้อน นาย สิทธิศักดิ์ ประสานพันธ์และนาย วิทยา ทรงกิตติกุล ผู้เป็นทีมนักวิจัย

ซึ่งทางทีมนักวิจัยดังกล่าวได้ศึกษาและพัฒนากรรมวิธีการผลิตจีโอโพลีเมอร์ โดยลดการใช้สารเคมีทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง และเพิ่มเศษแก้วที่มีสีสันต่างๆ สร้างเป็นลวดลายหิน ซึ่งการออกแบบวัสดุเช่นนี้ให้ความรู้สึกที่คล้ายกับกระเบื้องปูพื้นทางเดินลายหินอ่อนอย่างที่เราเคยเห็นกันตามทางเดิน นับว่าเป็นการทดลองที่เพิ่มมูลค่าของตัวผลิตภัณฑ์ โดยใช้ต้นทุนมาจากการรีไซเคิลวัสดุเหลือใช้จนเกิดเป็นลวดลายบนกระเบื้องปูพื้นที่ตกแต่งให้สวยงามมากขึ้น

อ้างอิงโดย :

https://www.nstda.or.th/tlo/view_tech.php?id=5vP7utlpfzU25GXHbsU71A==

https://www.actforumexpo.com/2020/news-th/%E0%B9%8Cnstda-5-innovation-2020/

http://www.ej.eric.chula.ac.th/content/6133/268

อ้างอิงรูปประกอบ :

https://www.nstda.or.th/tlo/view_tech.php?id=5vP7utlpfzU25GXHbsU71A==

ข้อมูล Wazzadu Encyclopedia  อื่นๆที่น่าสนใจ