WOOD COMPOSITES จีนคิดค้นวัสดุทนแทนไม้ ยืดหยุ่น ทนไฟ และไร้เชื้อรา

ท่ามกลางวิกฤตสภาพภูมิอากาศโลก ปัจจุบันทั่วโลกยังมีการรุกล้ำพื้นที่ตัดไม้ และทำลายป่าในธรรมชาติค่อนข้างสูง ส่งผลให้ไม้กลายเป็นวัสดุที่กำลังจะขาดแคลน การปลูกต้นไม้ทดแทนโตไม่ทันต่อจำนวนการถูกตัด ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน และภัยธรรมชาติสูงขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ และนวัตกรได้คิดค้น และทำการทดลองหาวัสดุต่าง ๆ ที่จะทดแทนวัสดุในธรรมชาติได้ เพื่อลดการทำลายป่าที่ส่งผลกระทบต่อสภาวะโลกร้อน และสร้างวัสดุที่มีคุณสมบัติสูงกว่าวัสดุตามธรรมชาติ

เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีน มีผลการศึกษาที่เผยแพร่ในวารสารเซลล์ รีพอร์ตส์ วิทยาศาสตร์กายภาพ (Cell Reports Physical Science) มีเนื้อหาว่า Wood composites วัสดุทดแทนไม้ชนิดนี้ สามารถรักษาความยืดหยุ่นในระยะยาวได้ในอุณหภูมิติดลบ 40-50 องศาเซลเซียส และไม่ติดไฟแม้อยู่ในอุณหภูมิสูงถึง 400-500 องศาเซลเซียส 

นอกจากนี้ Wood composites ยังสามารถคงรูปลักษณ์เดิมไว้ได้ และมีอัตราการป้องกันเชื้อราสูงถึงร้อยละ 100 เมื่ออยู่ในอุณหภูมิห้องที่มีความชื้นสัมพัทธ์ประมาณร้อยละ 90 เป็นเวลา 75 วัน ขณะที่พื้นผิวของไม้จากธรรมชาตินั้นติดเชื้อรา

โดย Wood composites สร้างโดยการแช่ไม้บัลซา (balsa wood) ความหนาแน่นต่ำ ซึ่งหนา 2-5 มิลลิเมตร ลงในสารผสมที่เป็นด่างที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 12 ชั่วโมง เพื่อขจัดสารเนื้อพื้น (matrix) ที่เป็นลิกนิน หรือสารพวกพอลิเมอร์ในเนื้อไม้ซึ่งมีความเหนียวแน่นออกไปจากผนังเซลล์

หลังจากนั้นจึงเติมไฮโดรเจล (hydrogel) สารจำพวกโพลีอะคริลาไมด์ลงไปในไม้ ซึ่งจะทำให้วัสดุมีความยืดหยุ่น กักเก็บความชื้น และทนต่อเปลวไฟได้ดีเยี่ยม

จากผลการทดลอง วัสดุทดแทนไม้ดังกล่าวสามารถดัดโค้งงอได้ถึง 180 องศา มากกว่า 1,000 ครั้ง หรือทนต่อกระบวนการอบแห้งแบบสุญญากาศที่อุณหภูมิลบ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 24 ชั่วโมงได้

สรุปประเด็นที่น่าสนใจของ WOOD COMPOSITES จีนคิดค้นวัสดุทนแทนไม้ ยืดหยุ่น ทนไฟ และไร้เชื้อรา

1. จีนได้คิดค้น Wood composites ที่สามารถทดแทนไม้ได้ โดยการนำไม้บัลซาไปแช่ในความหนาแน่นต่ำ ซึ่งหนา 2-5 มิลลิเมตร ลงในสารผสมที่เป็นด่างที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 12 ชั่วโมง เพื่อขจัดสารเนื้อพื้น (matrix) ที่เป็นลิกนิน หรือสารพวกพอลิเมอร์ในเนื้อไม้ซึ่งมีความเหนียวแน่นออกไปจากผนังเซลล์
2. โดยวัสดุทดแทนไม้ชนิดนี้สามารถทนความร้อน เปลวไฟ มีความยืดหยุ่น และสามารถป้องกันการเกิดเชื้อราได้ 100%
3. นวัตกรรมนี้จะสามารถช่วยให้วงการก่อสร้าง และงานสถาปัตยกรรม สามารถใช้วัสดุที่ทดแทนไม้จริงได้ มีคุณสมบัติที่สามารถป้องกันไฟ ดัดโค้งงอได้  ช่วยลดการตัดไม้ และทำลายสิ่งแวดล้อม

ดูวิดีโอ และผลการทดลองได้ที่ 

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266638642100463X

อ้างอิงข้อมูลจาก

1. www.sciencedirect.com/science
2. www.cell.com/cell-reports-physical-science/
3. mgronline.com/china/

อ่านเนื้อหาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ Wazzadu Material and Design Innovation ได้ที่