ปัจจุบัน เรามีเทคโนโลยีมากมายเพื่ออำนวยความสะดวกให้แก่การก่อสร้าง ได้แก่ โดรน VR BIM ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีเทรนด์อุตสาหกรรมก่อสร้างในปี 2021 มากมาย ทว่าการวิจัยเพื่อค้นหาวัสดุการก่อสร้างก็เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของภาคส่วนอุตสาหกรรมการก่อสร้างเช่นกัน

ในวันนี้จึงพาทุกคนไปทำความรู้จักกับ 10 วัสดุก่อสร้างแห่งอนาคตที่นอกจากจะไม่ต้องอาศัยเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำมากมายแล้ว วัสดุแห่งอนาคตที่ว่านั้นก็เพื่อตอบโจทย์การใช้งานที่ง่าย ประหยัดต้นทุน และที่สำคัญคือเพื่อการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืนนั่นเอง

1. ไม้โปร่งแสง (Translucent wood)

ตอนนี้พวกเรามีไม้โปร่งแสงเพื่อใช้ในการพัฒนาหน้าต่างและแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งได้มาจากเยื่อบุในแผ่นไม้อัดและนำไปผ่านกระบวนการระดับนาโน (Nanoscale Tailoring) หลังจากนั้นจะได้ไม้โปร่งแสงซึ่งสามารถนำไปใช้งานได้อย่างหลากหลายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง

โดยนวัตกรรมนี้เกิดขึ้นจากการคิดค้นของสถาบันเทคโนโลยี KTH Royal ของสต็อกโฮล์ม โดยศาตราจารย์ Lars Berglund ซึ่งกล่าวว่าไม้โปร่งแสงนี้เป็นวัสดุที่มีต้นทุนต่ำ เป็นสิ่งที่หาได้ง่าย รวมทั้งเป็นแหล่งทรัพยากรที่ยั่งยืนอีกด้วย

2. อิฐเย็น (Cooling system in bricks)

สถาบันสถาปัตยกรรมเชิงก้าวหน้าแห่งคาตาโลเนีย (Institute of Advanced Architecture of Catalonia) ได้สร้างวัสดุใหม่ที่สามารถสร้างความเย็นให้แก่การตกแต่งภายในตึกด้วยการผสมผสานของอิฐดินเหนียวและไฮโดรเจล โดยไฮโดรเซรามิกนั้นสามารถช่วยลดอุณหภูมิภายในได้ถึง 6 องศาเซลเซียส

โดยการสร้างความเย็นนี้มาจากสารไฮโดรเจลซึ่งสามารถดูดซับน้ำได้มากถึง 500 เท่าของน้ำหนัก และน้ำที่ถูกดูดซับเข้าไปจะถูกปล่อยออกมาเพื่อลดอุณหภูมิระหว่างวันที่ร้อนอบอ้าว และการใช้อิฐเย็นเป็นส่วนประกอบในการก่อสร้างทำให้ไฮโดรเซรามิกส์กลายเป็นวัสดุก่อสร้างที่ช่วยสร้างความเย็นซึ่งถือเป็นการปฏิวัติวงการก่อสร้างเลยก็ว่าได้

3. อิฐจากก้นบุหรี่ (Cigarette butts to make bricks)

จากข้อมูลประจำปีพบว่าบุหรี่ 6 ล้านตัวถูกผลิตขึ้นมาและมันสร้างขยะที่เกิดจากก้นบุหรี่ถึง 1.2 ล้านตัน ซึ่งเกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก นอกจากนี้ส่วนประกอบในบุหรี่อย่างสารหนู โครเมียม นิกเกิล และแคดเมียมยังเป็นอันตรายต่อดินและธรรมชาติอีกด้วย

และเพื่อลดผลกระทบที่เกิดจากก้นบุหรี่ นักวิจัยจาก RMIT ได้พัฒนาอิฐที่มีน้ำหนักเบาทว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งสร้างจากก้นบุหรี่ โดย ดร. Abbas Mohajerani หัวหน้าโปรเจกต์และทีมของเขาได้สร้างอิฐจากการผสมก้นบุหรี่ 1% ลงไปในอิฐดินเผาเพื่อลดมลภาวะในสิ่งแวดล้อมได้อย่างดี ซึ่งนอกจากจะช่วยลดขยะแล้ว ยังทำให้อิฐมีความเบามากขึ้น จึงใช้พลังงานในการผลิตอิฐนั้นน้อยลงอีกด้วย

4. คอนกรีตดาวอังคาร (Martian concrete)

ในที่สุดเราก็สามารถสร้างคอนกรีตจากวัสดุบนดาวอังคารได้สำเร็จ โดยการคิดค้นของทีมวิจัยมหาวิทยาลัย Northwestern ที่เป็นหนึ่งในโครงการประกวดการสร้างที่อยู่อาศัยบนดาวอังคารของ NASA โดยการผสมคอนกรีตนี้ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำเป็นส่วนประกอบเลย

คอนกรีตนี้ผลิตโดยใช้ซัลเฟอร์ที่ถูกละลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ 240 องศาเซลเซียสนำไปผสมกับดินบนดาวอังคาร และเมื่อเย็นตัวลงจะกลายเป็นคอนกรีตจากดาวอังคาร! โดยสัดส่วนของซัลเฟอร์และดินดาวอังคารต้องเป็น 1:1

5. ซีเมนต์เรืองแสง (Light-generating cement)

ดร. José Carlos Rubio Ávalos จาก UMSNH ใน Morelia ได้คิดค้นซีเมนต์เรืองแสงที่สามารถดูดซึมและสะท้อนแสงออกมา ซึ่งจะช่วยพัฒนาอุตสาหกรรมก่อสร้าง

โดยเทรนด์ที่สำคัญคือการใช้ทรัพยากรและพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ดังนั้นซีเมนต์เรืองแสงนี้จึงทำหน้าที่คล้าย “หลอดไฟ” ซึ่งสามารถใช้งานในสระว่ายน้ำ ลานจอดรถ สัญญาณเตือนบนท้องถนน ฯลฯ ได้

6. เส้นใย CABKOMA (The CABKOMA strand rod)

ห้องแล็ปศึกษาเกี่ยวกับใยผ้า Komatsu Seiten ในญี่ปุ่นได้ผลิตวัสดุใหม่ที่เรียกว่าใยผ้า CABKOMA ซึ่งเป็นคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์เทอร์โมพลาสติกซึ่งทนต่อแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว

เส้นใยนี้เป็นวัสดุเสริมโครงสร้างอาคารที่เบา และมีความยืดหยุ่นสูง ซึ่งเส้นใยนี้ขนาด 160 เมตรจะมีน้ำหนักเพียงแค่ 12 กิโลกรัมซึ่งเบากว่าเหล็กเส้นประมาณ 5 เท่า

7. เฟอร์นิเจอร์ชีวภาพ (Biologically produced furniture)

นวัตกรรมนี้เป็นการร่วมมือกันระหว่าง Terreform One และ Genspace ซึ่งเป็นเฟอร์นิเจอร์ที่ทำจากวัสดุที่เรียกว่า Mycoform ผลิตจากการรวบรวมเศษไม้ ยิปซัม รำข้าวโอ๊ตเข้ากับเชื้อราจากเห็ดหลินจือ (Ganoderma lucidum) โดยเชื้อราชนิดนี้ถูกเพิ่มเข้าเพื่อย่อยสลายของเสียและทำให้โครงสร้างวัสดุแข็งแรง

การผลิตเฟอร์นิเจอร์ชีวภาพดังกล่าวจะใช้พลังงานที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการผลิตเฟอร์นิเจอร์จากพลาสติก นอกจากนี้ยังไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ อีกทั้งยังไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีมากมายในการผลิตอีกด้วย ซึ่งตอนนี้มีเฟอร์นิเจอร์สองชิ้นที่สร้างขึ้นจากวัสดุชนิดนี้ คือ เก้าอี้ยาวและเก้าอี้ขนาดเล็กสำหรับเด็ก

8. ท่าเรือลอยน้ำ (Floating piers)

ระบบท่าเรือลอยน้ำนี้ใช้ก้อนโพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง 220,000 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งเป็นทางเดินยาว 3 กิโลเมตรที่คลุมด้วยผ้าสีเหลืองขนาด 100,000 ตารางเมตร

ก้อนโพลีเอทิลีนเหล่านี้จะกระเพื่อมไปตามแรงคลื่นของทะเลสาบ โดยผลงานชิ้นเอกนี้ยื่นออกมาจากถนนคนเดิน Sulzano และเชื่อมต่อกับเกาะ San Paolo และ Monte Isola

9. อิฐดูดซับมลพิษ (Pollution absorbing bricks)

อิฐชนิดนี้คิดค้นโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ Carmen Trudell ใน Cal Poly วิทยาลัยสถาปัตยกรรมและการออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อม โดยอิฐสามารถดูดซับมลภาวะในอากาศและปล่อยออกมาผ่านตัวกรองเพื่อสร้างอากาศที่บริสุทธิ์

นวัตกรรมของวัสดุนี้ถูกออกแบบมาเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของระบบการระบายอากาศมาตรฐานของตึก ซึ่งมีฟาซาด 2 ชั้นโดยเป็นอิฐดูดซับมลพิษอยู่ภายนอก และฉนวนกันความร้อนมาตรฐานภายในอาคาร

10. คอนกรีตมีชีวิต (Self-healing concrete)

ดร. Schlangen วิศวกรโยธาชาวดัทช์ที่มหาวิทยาลัย Delft ได้คิดค้นคอนกรีตมีชีวิตขึ้นมา ซึ่งเขาได้ทำการแบ่งครึ่งคอนกรีตนี้เป็นสองส่วน นำมาวางไว้ด้วยกัน ก่อนจะนำคอนกรีตเข้าไปอบในเตาไมโครเวฟ และเมื่อคอนกรีตเย็นตัวลง มันกลับสามารถรวมเป็นส่วนเดียวกันได้อีกครั้ง

คำถามคือหากวัสดุชนิดนี้โดนความร้อนเพื่อสร้างถนน มันจะถูกทำให้ร้อนขึ้นได้อย่างไร? และเพื่อแก้ปัญหานี้ดร. Schlagen และทีมจึงสร้างยานพาหนะชนิดพิเศษที่วิ่งผ่านขดลวดเหนี่ยวนำไฟฟ้าบนถนนเพื่อสร้างความร้อน โดยเขามองว่าควรต้องใช้ยานพาหนะนั้นทุก ๆ 4 ปีซึ่งจะสามารถประหยัดงบประมาณในการก่อสร้างถนนได้ถึง 90 ล้านดอลลาร์ต่อปี

จะเห็นได้ว่าหลายสิ่งหลายอย่างนั้นมีการเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะส่วนของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง เพื่อให้เกิดประโยชน์มากที่สุดตราบเท่าที่พวกเราสามารถผสมผสานวัสดุก่อสร้างดั้งเดิมกับวิธีการสมัยใหม่เพื่อลดต้นทุนการก่อสร้าง รวมไปถึงช่วยอนุรักษ์ธรรมชาติได้อย่างยั่งยืน และเราคงจะได้เห็นนวัตกรรมอีกมากมายในอนาคตที่จะทำให้ชีวิตเราง่ายขึ้นกว่าเดิมมาก!

 

อ้างอิงข้อมูลจาก

https://www.letsbuild.com/blog/10-innovative-construction-materials