ไม้โปร่งใส วัสดุแห่งอนาคตทดแทนแก้วและจอสมาร์ทโฟน

แก้ว ถือเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีการใช้งานกันทั่วไป จากความใสกระจ่างมองทะลุช่วยให้เรารู้สึกปลอดโปร่งโล่งสบาย สามารถพบเห็นได้ในชีวิตประจำวันในอาคารห้างร้าน ยานพาหนะ ไปจนข้าวของเครื่องใช้ต่างๆ โดยเฉพาะจอสมาร์ทโฟนหนึ่งในอุปกรณ์ที่แทบจะเป็นปัจจัยที่ห้าของคนเรา

 

         อย่างไรก็ตามเราทราบดีว่าวัสดุประเภทแก้วแม้จะสวยงามและโปร่งใสแต่กลับขาดความทนทาน สามารถเกิดการแตกร้าวหรือความเสียหายได้ง่ายหากได้รับแรงกระแทกจากภายนอก อีกทั้งเมื่อเกิดความเสียหายยังอาจเป็นอันตรายและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ยาก จึงเริ่มมีการมองหาวัสดุทดแทน

 

         นำไปสู่ความพยายามในการพัฒนาวัสดุชนิดใหม่จนออกมาเป็นไม้โปร่งใสในที่สุด

 

 

ไม้โปร่งใส วัสดุชนิดใหม่ที่มีความทนทานยิ่งกว่า

 

         ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก KTH Royal Institute of Technology ร่วมกับ Georgia Institute of Technology ในการพัฒนาวัสดุประเภทไม้ให้มีขีดความสามารถใช้งานกว้างขึ้น สู่การพัฒนาเนื้อไม้รูปแบบใหม่โดยการขจัดสีน้ำตาลทิ้งจากเนื้อไม้ นำไปสู่ไม้โปร่งใสในที่สุด

 

         แนวคิดในการพัฒนาเนื้อไม้โปร่งใสไม่ได้เพิ่งเกิดขึ้น แต่ได้รับการพูดถึงและประสบความสำเร็จในการพัฒนานับแต่ปี 1992 หากในช่วงเวลานั้นแนวคิดนี้ยังไม่ได้รับความสนใจนัก จวบจนปัจจุบันเริ่มมีแนวคิดในการมองหาวัสดุโปร่งใสที่มีความทนทานกว่าแก้วและพลาสติก ไม้โปร่งใสจึงถูกนำมาปัดฝุ่นพัฒนาต่อยอดอีกครั้ง

 

         เนื้อไม้ที่เราใช้งานทั่วไปในทุกวันนี้แท้จริงเป็นช่องขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วนที่อยู่บริเวณลำต้น ทำหน้าที่คอยลำเลียงน้ำและสารอาหารมาหล่อเลี้ยง โดยท่อลำเลียงเหล่านี้จะถูกเชื่อมติดกันด้วยชั้นโพลิเมอร์ตามธรรมชาติที่เรียกว่า Lignin คอยเชื่อมโยงเซลล์เนื้อไม้เข้าด้วยกันจนมีลักษณะคล้ายกระดูกของคนเรา และเป็นสาเหตุให้ลำต้นและกิ่งไม้กลายเป็นสีน้ำตาล

 

         ขั้นตอนที่พวกเขาทำคือการขจัดเม็ดสีและ Lignin ออกจากเซลล์เนื้อไม้ ก็จะได้เนื้อไม้ไร้สีจนโปร่งแสงแต่ยังคงมีความขุ่น จากนั้นเมื่อทำการเติมช่องว่างอากาศและสาร Epoxy Resin เข้าสู่เนื้อไม้ จะช่วยให้เนื้อไม้มีคุณสมบัติความทนทานยิ่งกว่าเก่าและมีลักษณะโปร่งใสยิ่งขึ้น จนกลายเป็นเนื้อไม้โปร่งใสในที่สุด

 

         แน่นอนเมื่อเปรียบเทียบในด้านความโปร่งใสและอัตราการกระจายแสง แม้จะผ่านกรรมวิธีมากมายแต่อย่างไรไม้โปร่งใสก็จะมัวกว่าวัสดุประเภทแก้วเล็กน้อย โดยมีปริมาณแสงลอดผ่านได้ราว 85% เมื่อเทียบกับแก้ว แต่ในส่วนความทนทานไม้โปร่งใสรองรับแรงกดได้มากกว่านับ 10 เท่า เราจึงปฏิเสธไม่ได้ว่านี่เป็นอีกหนึ่งวัสดุที่น่าสนใจ

 

 

การใช้งานไม้โปร่งใสที่อาจพลิกโฉมอุตสาหกรรม

 

         ถึงตรงนี้หลายท่านอาจเกิดข้อสงสัยว่า เมื่อพูดถึงวัสดุโปร่งใสนอกจากแก้วอีกหนึ่งสิ่งที่ทุกคนคิดถึงย่อมเป็น พลาสติกใส ที่มีการใช้งานทั่วไปในข้าวของเครื่องใช้รอบตัวในชีวิตประจำวัน ไม่มีความจำเป็นต้องใช้งานหรือคิดค้นไม้โปร่งใสขึ้นมาให้ยุ่งยาก

 

         แท้จริงไม่ใช่แบบนั้นด้วยไม้โปร่งใสมีข้อดีกว่าพลาสติกในหลายด้าน อย่างแรกคือ ความทนทาน จากการทดสอบภายในห้องปฏิบัติการ ด้วยวัสดุในปริมาณเท่ากัน พวกเขาพบว่านอกจากแข็งแรงกว่าแก้วแล้ว ไม้โปร่งใสยังทนทานรองรับแรงกดได้มากกว่าพลาสติกใสถึง 3 เท่า จึงมีความทนทานในการใช้งานจริงสูงกว่ามาก

 

         ส่วนสำคัญที่ทำให้ไม้โปร่งใสได้รับความสนใจคือ ความยั่งยืน เราทราบดีว่าขยะพลาสติกถือเป็นชนิดขยะที่จัดการลำบากที่สุดชนิดหนึ่ง แนวทางรับมือมักเป็นการฝังกลบที่ทำให้เกิดการปนเปื้อน นำไปสู่การแพร่กระจายของไมโครพลาสติกซึ่งเป็นปัญหาร้ายแรงในปัจจุบัน

 

         ในขณะที่ไม้โปร่งใสแตกต่างออกไป ด้วยคุณสมบัติดั้งเดิมที่เป็นไม้วัสดุจากธรรมชาติ ทำให้ในสามารถนำไปจัดการแปรรูปรวมถึงรีไซเคิลต่อได้ง่าย สะดวกต่อการจัดการหรือนำไปย่อยสลายในรูปแบบต่างๆ ทำให้เมื่อเกิดความเสียหายจนกลายเป็นขยะ ไม้โปร่งใสจะเป็นวัสดุที่จัดการง่ายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกว่าพลาสติกใสและแก้วมาก

 

         ด้วยความทนทานและโปร่งใสของวัสดุสามารถเข้าทดแทนพลาสติกและแก้วได้ เป้าหมายของทางทีมวิจัยจึงมุ่งเป้าในการพัฒนาวัสดุนี้เป็นหน้าจอสมาร์ทโฟน แม้จะมีความใสกระจ่างไม่มากเท่า แต่จะทำให้หน้าจอสมาร์ทโฟนมีความทนทานกว่าที่เป็นอยู่ อีกทั้งเมื่อยุติการใช้งานยังสามารถนำไปรีไซเคิลต่อได้ง่ายขึ้น

 

         อีกหนึ่งแนวทางการใช้งานที่ได้รับการพูดถึงเช่นกันคือ การนำไม้โปร่งใสไปใช้เป็น กระจกหน้าต่าง หรือ กระจกรถ ด้วยความทนทานที่มากกว่าจะทำให้ไม่เกิดปัญหาแตกหักง่าย ป้องกันความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้น ซึ่งสำหรับรถยนต์อาจช่วยรักษาชีวิตให้แก่ผู้ใช้งานให้ได้รับอันตรายน้อยลง และป้องกันความเสียหายที่เกิดกับกระจกในกรณีเกิดการโจรกรรม

 

         นอกจากนี้ไม้โปร่งใสยังมีคุณสมบัติในการนำความร้อนต่ำกว่าแก้วถึง 5 เท่า ด้วยเดิมทีไม้เป็นวัสดุฉนวนความร้อนที่ดีกว่าแก้วมาก หากนำไปติดตั้งในฐานะหน้าต่าง จะช่วยรักษาอุณหภูมิภายในตัวบ้านหรือรถให้ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศน้อยลง สอดคล้องกับสภาพอากาศสุดขั้วที่กำลังเกิดขึ้นบนโลก

 

         เมื่อมีคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อนและกักเก็บอุณหภูมิได้ดี ทำให้การทำงานของเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อนน้อยลง ลดอัตราการใช้พลังของเครื่องปรับอากาศลงมาก นอกจากนี้ด้วยการโปร่งใสของไม้ยังไม่ทำให้เกิดแสงสะท้อน จึงทำให้ไม้โปร่งใสสบายตากว่าในเวลาใช้งานจริง

 

         ไม้โปร่งใสจึงถือเป็นวัสดุแห่งอนาคต ที่อาจมีส่วนช่วยให้ชีวิตของเราง่ายดายและสะดวกขึ้นมากทีเดียว

 

 

 

 

         อย่างไรก็ตามแม้จะมีข้อดีมากมายแต่ไม้โปร่งใสจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาอีกหลายด้าน ทั้งจากปัญหาอายุการใช้งานในระยะยาว, ปัญหาเชื้อรา, ปัญหาไม้บวมจากความชื้น ไปจนปัญหาจากปลวก ซึ่งเราคงต้องรอดูต่อไปว่าจะมีแนวทางแก้ไขปัญหาเป็นรูปธรรมเช่นไร

 

 

 

         ที่มา

 

         https://interestingengineering.com/innovation/transparent-wood-tech-various-applications

 

         https://arstechnica.com/science/2023/12/why-scientists-are-making-transparent-wood/