Material Trends 2020: สรุปเทรนด์วัสดุโลก พลาสติก ย้อนมองโอกาสของธุรกิจไทย

เมืองในอนาคตจะมีหน้าตาแบบไหน เทคโนโลยีใดจะกำหนดรูปแบบของอุปกรณ์สื่อสารรุ่นต่อไป เราจะรับมือกับวิกฤตทางสภาพภูมิอากาศได้อย่างไร หนึ่งในตัวแปรสำคัญที่จะช่วยตอบคำถามเหล่านี้ได้ก็คือ ‘วัสดุ’ องค์ประกอบเล็ก ๆ ที่มีบทบาทสำคัญในทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่ที่อยู่อาศัย การขนส่งเดินทาง ไปจนถึงการสื่อสาร และคุณภาพชีวิตของคนในสังคม

จากงานเสวนา Material Trends 2020 ซึ่งจัดขึ้นในเทศกาล Bangkok Design Week ปีล่าสุด บรรดาผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีวัสดุทั้ง 4 ท่าน ได้เข้าร่วมแลกเปลี่ยนทัศนะเกี่ยวกับแนวโน้มสำคัญของเทคโนโลยีวัสดุในอนาคต และโอกาสที่น่าสนใจสำหรับนักออกแบบและผู้ประกอบการไทย ได้แก่

1. ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ ผู้อำนวยการฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยี ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สวทช. (MTEC)
2. คุณทิพทับทิม ภูมิพาณิชย์ สถาปนิกวิจัยอาวุโส ศูนย์วิจัยและนวัตกรรมเพื่อความยั่งยืน (RISC)
3. คุณจิรัฏฐ์ เลียวกิจสิริ ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร บริษัทไทยเทคโนกลาส จำกัด
4. คุณคมกฤช สัจจาอนันตกุล กรรมการผู้จัดการ บริษัท เฮเดล เทคโนโลยีส์ (ประเทศไทย) จำกัด

​©risc.in.th

“วันนี้เทคโนโลยีวัสดุจะต้องตอบโจทย์แนวโน้มหลักของโลกให้ได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศ โรคอุบัติใหม่ พลังงานทดแทน การขยายตัวของเมือง การขนส่งสมัยใหม่ ปัญหาสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรม 4.0 และสังคมผู้สูงอายุ” ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ เปิดประเด็นอย่างเข้มข้น พร้อมย้ำว่าเราจะต้องเผชิญกับโจทย์ใหญ่ ๆ ที่ท้าทายมากขึ้นทุกขณะ

©news.mit.edu

มองเทรนด์โลก
1. Emission-free Cement อาคารก่อสร้างปลอดมลพิษ
คอนกรีตเป็นวัสดุที่มีสัดส่วนการใช้งานมากที่สุดในโลก โดยเฉพาะในการก่อสร้าง แต่การผลิตกลับเป็นต้นเหตุของการปล่อยปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คิดเป็น 8% ที่ผ่านมา มีนักวิจัยมากมายที่พยายามพัฒนาวัสดุทดแทนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และลดปริมาณการปล่อยมลพิษดังกล่าว ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ ได้ยกตัวอย่างงานวิจัยจากสถาบันเอ็มไอที เช่น การทดลองวิจัยปรับสูตรโครงสร้างโมเลกุลในกระบวนการผลิตคอนกรีต (Calcium-silicate-hydrate) และการทดลองใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อสร้างกระบวนการทางเคมีในการผลิตปูนซีเมนต์ ในการลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศให้เป็นศูนย์ แม้ว่างานวิจัยเหล่านี้จะยังอยู่ในขั้นตอนของการทดลอง แต่กระแสตอบที่ดีก็สะท้อนให้เห็นว่าแนวโน้มนี้จะเติบโตมากขึ้นในวงกว้างอย่างแน่นอน

2. Resilient Materials ปรับเมืองต้านภัยพิบัติ
ในปัจจุบันวิกฤตทางสภาพภูมิอากาศคือความท้าทายใหญ่ของโลกในศตวรรษที่ 21 หน่วยงานด้านวิศวกรรมโยธาแห่งสหรัฐอเมริกา (American Society Civil Engineer) หรือ ASCE ได้คาดการณ์ภาพอนาคตของเมืองเพื่อเตรียมรับมือกับการเปลี่ยนแปลงทุกรูปแบบ หนึ่งในนั้นคือ Resilient Cities หรือเมืองที่พร้อมรับและปรับตัวเข้ากับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศที่รุนแรง เช่น ปัญหาชายฝั่งทะเลถูกกัดเซาะ ดังนั้นโครงการพัฒนาเมืองในอนาคตจึงจำเป็นต้องบูรณาการความรู้และเทคโนโลยีด้านวัสดุศาสตร์ด้วย ทางสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐฯ (NIST) ได้ให้ทุนสนับสนุนงานวิจัยที่ศึกษาผลกระทบของสภาพแวดล้อมจากภัยพิบัติ เพื่อนำไปพัฒนาการก่อสร้างอาคารและมาตรฐานอาคารในอนาคต

3. Graphene สารพัดโอกาสจากกราฟีน
กราฟีนถือเป็นวัสดุใหม่ที่น่าจับตามอง ด้วยคุณสมบัติที่น่าทึ่งมากมาย ทั้งในแง่ความแข็งแกร่งที่เหนือกว่าเพชร มีน้ำหนักเบา และบาง เนื่องจากเป็นการเรียงตัวของอะตอมของคาร์บอนเพียง 1 ชั้นเท่านั้น จึงสามารถนำไปผสมกับวัสดุคอมโพสิตที่มีน้ำหนักเบา ที่สำคัญมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าและความร้อน อีกทั้งยังป้องกันก๊าซซึมผ่านได้ด้วย จึงไม่น่าแปลกใจที่นักวิทยาศาสตร์มองว่ากราฟีนเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่จะพลิกโฉมหลายอุตสาหกรรมในอนาคต

คุณคมกฤช สัจจาอนันตกุล กรรมการผู้จัดการ บริษัท เฮเดล เทคโนโลยีส์ (ประเทศไทย) จำกัด  กล่าวว่าศูนย์วิจัยกราฟีนแห่งแรกของเอเชียนี้จัดตั้งขึ้นในสวทช. และมีบทบาทส่งเสริมในภาคอุตสาหกรรม เพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์ของธุรกิจทั้งในไทยและต่างประเทศ ปัจจุบันบริษัทได้ทำงานในกลุ่ม 6 อุตสาหกรรม คือ อุตสาหกรรมเครื่องบิน อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมการแพทย์ อุตสาหกรรมกีฬา อุตสาหกรรมทางเรือ อุตสาหกรรมการพิมพ์และเคลือบพื้นผิว นอกจากนี้ยังมีแผนที่จะขยายผลโครงการไปสู่การพัฒนาธุรกิจและนวัตกรรมใหม่ ๆ เช่น

• Graphene Bulletproof Vest: เสื้อเกราะกันกระสุนที่ดึงคุณสมบัติเด่นของกราฟีนมาใช้ประโยชน์ เช่น มีน้ำหนักเบาและบาง สามารถนำไปต่อยอดในการผลิตอุปกรณ์กีฬาผาดโผนได้
• Enhanced Graphene CFRP: การใช้กราฟีนเสริมความแข็งแกร่งให้กับเส้นใยคาร์บอนในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องบิน รถยนต์ และจักรยาน ซึ่งอาจนำไปต่อยอดโดยใช้เส้นใยธรรมชาติที่เลียนแบบเส้นใยคาร์บอนได้ เพื่อลดกระบวนการจากปิโตรเคมี
• Conductive Primer Coating: การเคลือบสีบนวัสดุพลาสติก โดยใช้กราฟีนเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าเพื่อให้เม็ดสีเกาะพลาสติกได้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
• Conductive Rubber: วัสดุยางนำไฟฟ้า สามารถนำไปพัฒนาต่อเป็นเซ็นเซอร์ได้
• Smart Fabric and Textile: การเพิ่มกราฟีนในสิ่งทอจะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น และคุณสมบัติการเก็บและกระจายความร้อน ทำให้เกิดนวัตกรรมสิ่งทอรูปแบบใหม่ ๆ ได้
• โจทย์สำคัญของการพัฒนากราฟีนก็คือ การผลักดันให้เกิดการผลิตจำนวนมากในเชิงพาณิชย์ สามารถตอบโจทย์ทั้งภาคธุรกิจและผู้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Eco-material Library
©risc.in.th

4. Upcycling Materials วัสดุทดแทน...เหลือใช้ไม่ไร้ค่า
ปัญหาขยะพลาสติกเป็นปัญหาที่ทั่วโลกกำลังประสบ แนวโน้มการใช้วัสดุจึงมุ่งเน้นการลดปริมาณขยะและลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ แทนที่จะผลิตใหม่ แล้วหันมาใช้ประโยชน์จากวัสดุที่เหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตและการบริโภค พร้อมกับเพิ่มฟังก์ชันใหม่ด้วยนวัตกรรม คุณทิพทับทิม ภูมิพาณิชย์ สถาปนิกวิจัยอาวุโส ศูนย์วิจัยและนวัตกรรมเพื่อความยั่งยืน (RISC) ได้แชร์มุมมองจากการจัดตั้งห้องสมุดวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Eco-material Library) ว่า ปริมาณวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างนั้นมีมากถึง 3,000 ตัน/ปี หรือคิดเป็น 40% ของปริมาณการใช้วัสดุทั้งหมดทั่วโลก ครอบคลุมตั้งแต่การออกแบบสถาปัตยกรรม การตกแต่งภายใน การออกแบบภูมิสถาปัตย์ และโครงสร้างพื้นฐาน จึงเป็นที่มาของการจัดตั้งห้องสมุดวัสดุเพื่อเผยแพร่ข้อมูลความรู้เกี่ยวกับวัสดุทดแทนที่มีความยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

Upcycling Curb & Walkway
​©risc.in.th

“ตอนนี้เทรนด์ที่น่าสนใจคือ Upcycling Materials หรือการนำวัสดุจากขยะมาใส่นวัตกรรมเพื่อสร้างมูลค่ามากขึ้น เช่น นำขวดพลาสติกที่ไม่สามารถกำจัดได้มาทำเป็นพรม หรือการนำเปลือกไข่มาทำเป็นหินเทียมสำหรับเฟอร์นิเจอร์” RISC ได้ต่อยอดความรู้เกี่ยวกับ Upcycling Materials และนำมาใช้งานจริงในโครงการอสังหาริมทัพย์ เพื่อลดการใช้วัสดุก่อสร้าง เช่น การทำทางเดินและขอบหิน (Upcycling Curb & Walkway) จากถุงพลาสติกที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ การทำถนนจากขยะถุงพลาสติก และนำหัวเสาเข็มที่ถูกตัดทิ้งไปรีไซเคิลเป็นวัสดุที่นำไปใช้งานในโครงการก่อสร้างต่อไป

ทางด้านคุณจิรัฏฐ์ เลียวกิจสิริ ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร บริษัทไทยเทคโนกลาส จำกัด (BSG) ได้ยกตัวอย่างผลงานของบริษัทที่นำเศษกระจกและผงกระจกเหลือทิ้งจากโรงงาน มาสร้างสรรค์เป็น TERGLAZZO กระจกหินขัดที่มีลวดลายสวยงาม มีความแข็งแรง ใช้ตกแต่งและทำเฟอร์นิเจอร์ได้ 

5. Intelligent Life
การมาถึงของเทคโนโลยี Internet of Things หรือ IoT ทำให้กระจกกลายเป็นวัสดุที่ผู้คนมีปฏิสัมพันธ์ในชีวิตประจำวันไปโดยปริยาย ไม่ว่าจะเป็นสมาร์ตโฟนหรืออุปกรณ์อัจฉริยะภายในบ้าน จากเดิมที่ใช้แค่ในการก่อสร้างและตกแต่งภายในอาคารเท่านั้น ซึ่งทางบริษัทไทยเทคโนกลาส จำกัด (BSG) ได้พัฒนานวัตกรรมกระจกหลายรูปแบบเพื่อตอบโจทย์ไลฟ์สไตล์ในยุคดิจิทัล อาทิ กระจกพับได้ที่ใช้เทคโนโลยีสามมิติ (3D Foldable Glass) ร่วมกับบริษัท all(zone) ภายใต้โครงการของ TCDC กับ กระจกอัจฉริยะ (Gauzy Smart Glass) ที่ผนวกฟังก์ชันของกระจกกับเทคโนโลยีอัจฉริยะเข้าด้วยกัน ปัจจุบันบริษัทยังทำงานวิจัยเกี่ยวกับกระจกเซ็นเซอร์ (Touch Switch Glass) อีกด้วย

ถอดบทเรียนสู่โอกาสทางธุรกิจ: ปรับตัวอย่างไรจึงจะอยู่รอดอย่างยั่งยืน
1. ธุรกิจไทยจะแข่งขันกับธุรกิจในต่างประเทศได้ ควรสร้างและพึ่งพาเทคโนโลยีของตัวเอง เพื่อลดต้นทุนจากการนำเข้า และจดสิทธิบัตรนวัตกรรมของตนเอง
2. การทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญจากสาขาต่าง ๆ เช่น นักออกแบบ วิศวกร และนักการตลาด จะช่วยผลักดันให้งานวิจัยพัฒนาไปสู่การผลิตจริงมากขึ้น ขณะเดียวกันผู้ประกอบการก็สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างไปจากท้องตลาดได้เช่นกัน
3. เราไม่สามารถนำขยะทุกอย่างไปรีไซเคิลหรือต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ได้เสมอไป ต้องอาศัยการทดลองและใช้เทคนิคการขึ้นรูปที่เหมาะสมด้วย
4. การพัฒนาวัสดุจะต้องตอบโจทย์ 4 พื้นฐานหลักให้ได้ นั่นคือ ความยั่งยืน การประหยัดพลังงาน มีวงจรชีวิตที่ยาวนานคุ้มค่า และความปลอดภัย
5. ผู้ประกอบการต้องมีแพสชันและรู้จักอดทน เพราะธุรกิจต้องอาศัยการบ่มเพาะในระยะยาว
6. การออกแบบวงจรชีวิตของวัสดุแบบครบลูป ตั้งแต่การผลิตไปจนถึงหลังการใช้งาน จะช่วยให้บรรลุเป้าหมายของระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน เช่น วัสดุนั้นสามารถซ่อมแซมได้เพื่อยืดอายุการใช้งาน (repair) นำกลับมาใช้ใหม่ (recycle) สร้างของเสียให้น้อยที่สุด (minimum waste) หรือนำของเสียกลับมาเป็นทรัพยากรในการผลิตอีกครั้ง (upcycling)

เรื่อง : ปิยพร อรุณเกรียงไกร