กลุ่มนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ นำเสนอ 5 นวัตกรรม ที่อาจปรากฎในวัสดุก่อสร้างยุคใหม่ คิดค้นขึ้นเพื่อความก้าวหน้าของวงการก่อสร้างและสถาปัตยกรรม ไม่ว่าจะเป็นวัสดุที่ไม่แตกหัก ทำความสะอาดตัวเองได้ ผลิตจากวัสดุที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีความแข็งแรงขึ้น เป็นต้น

1. Unbreakable Materials วัสดุไม่แตกหัก

Julia Greer ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและเครื่องกล จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ได้ทดลองใช้เทคนิคการพิมพ์ลิโธกราฟีแบบสองโฟตอน (two-photon lithography) ในการสร้างโครงถักนานาโพลีเมอร์อย่างละเอียด (polymer nanotruss) ที่สามารถนำมาเคลือบกับวัสดุต่างๆ ได้ เช่น เหล็ก หรือเซรามิค เป็นต้น ช่วยเพิ่มคุณสมบัติให้กับวัสดุ และทำหน้าที่เป็นโครงสร้างซ้อน จึงยากต่อการแตกร้าว ทั้งยังคงรูปทรงเดิมไว้

2. Resilient, Self-Cleaning Finishes วัสดุคืนสภาพ ทำความสะอาดตัวเองได้

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน (University College London) นำเสนอวัสดุเคลือบ ที่ทำจากอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ ให้คุณสมบัติพิเศษ สามารถกันน้ำ น้ำมัน หรือแม้กระทั่งไวน์แดง โดยสามารถนำมาเคลือบกับ กระจก เหล็ก กระดาษ และวัสดุอื่นๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวซึมเข้าไปยังวัสดุได้ ทั้งยังป้องกันฝุ่นไปในตัว ด้าน Ivan Parkin ตัวแทนของทีมวิจัย ระบุว่า การคิดค้นนี้อาจนำไปสู่การสร้าง façade ที่มีความคงทน ทำความสะอาดตัวเองได้ และทนต่อสภาวะอากาศมากกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ในท้องตลาดขณะนี้

แพทเทิร์นโครงสร้างเราขาคณิต
แพทเทิร์นโครงสร้างเราขาคณิต

3. Wave Benders ความสัมพันธ์ของคลื่น เพื่องานโครงสร้าง

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิสซูรี่ University of Missouri ได้พัฒนาการควบคุมคลื่นยืดหยุ่น (elastic wave) แนวใหม่ ให้สามารถเดินทางผ่านวัสดุได้ โดยไม่ทำให้องค์ประกอบต่างๆ เกิดการปรับเปลี่ยน ซึ่งจะช่วยป้องกันปัญหาโครงสร้างสะเทือนได้ โดยทีมวิจัยได้พัฒนาแพทเทิร์นโครงสร้างเราขาคณิตขนาดเล็กเข้าไปในแผ่นเหล็ก เพื่อหักเหคลื่นเสียง (acoustic wave) ออกจากวัสดุ โดย Guoliang Huang ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเครื่องจักรจล และวิศวกรรมการบินและอวกาศ ระบุว่า “การเปลี่ยนทิศทางของคลื่นกระแทกเหล่านี้ (shock wave) จะต้องใช้พลังงานมหาศาล รอบๆ บริเวณโครงสร้างพื้นฐานสำคัญ หรืออาคารที่อยู่อาศัย ผ่านทางอภิวัสดุ (metamaterial) ซึ่งจะช่วยให้สิ่งก่อสร้าง และชีวิตของชาวเมือง ปลอดภัยจากเหตุแผ่นดินไหว หรือสึนามิมากขึ้น”

กราฟีน
กราฟีน

4. More (and Better) Graphene ผลิตกราฟีนได้มากขึ้น และคุณสมบัติดีขึ้น

กลุ่มนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ระบุว่า ได้ค้นพบวิธีที่รวดเร็วมากขึ้น ลดเวลาจากหน่วยชั่วโมงเป็นนาที ในการผลิตกราฟีนในปริมาณมาก โดย กราฟีน ถือเป็นวัสดุมหัศจรรย์ มีความบางแต่แข็งแรงมาก ถูกค้นพบในปี 2004 โดยมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษ (University of Manchester) และนอกจากจะผลิตได้ในปริมาณมากแล้ว ยังได้คุณภาพที่ดีกว่าที่เคยมีมาด้วย วัสดุกราฟีนใหม่นี้ จึงสามารถนำมาใช้ในงานสถาปัตยกรรมที่มีสเกลขนาเล็กได้ เช่น การเคลือบผิว แผงโซลาร์เซลล์ และแผงพลังงานไฟฟ้าอื่นๆ เป็นต้น

คอนกรีตแข็งแรงขึ้น
คอนกรีตแข็งแรงขึ้น

5. Stronger Concrete วัสดุคอนกรีตที่มีความแข็งแรงทนทานกว่าเดิม

ที่มหาวิทยาลัยเพอร์ดู (Purdue University) กลุ่มนักวิจัยได้ทดลองเติมนาโนเซลลูโลส (cellulose nanocrystals) ที่ได้จากใยไม้ ลงไปในคอนกรีต ทำให้คอนกรีตมีความแข็งแรงขึ้น ทนต่อแรงกดหรือบีบอัด และมีความยืดหยุ่นมากขึ้น นอกจากนี้ ยังลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์หรือวัสดุที่มีคุณสมบัติในรูปแบบเดียวกัน ซึ่งองค์ประกอบนาโนที่เติมลงไปนั้น เป็นผลผลิตพลอยได้จากอุตสาหกรรมการเกษตร การผลิตพลังงานไบโอ หรือการผลิตกระดาษ นั่นเอง