Material Futures 2023 เปิดมุมมอง 4 นวัตกรรมวัสดุสุดล้ำไม่ทำร้ายโลก

การนำวัสดุจากธรรมชาติมาเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนาธุรกิจแบบยั่งยืนยังคงเป็นประเด็นน่าสนใจที่ชวนให้เราค้นหาอย่างไม่รู้จบ ประกอบกับความต้องการในการสร้างความสมดุลระหว่างเศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม และคุณภาพชีวิตที่ดีของผู้คน จึงจำเป็นต้องออกแบบธุรกิจในวันนี้ให้สอดคล้องกับ “โมเดลเศรษฐกิจชีวภาพ เศรษฐกิจหมุนเวียน และเศรษฐกิจสีเขียว” หรือ  “BCG” (Bio-Circular-Green Economy) ซึ่งเป็นเรื่องโชคดีที่ประเทศไทยมีวัสดุธรรมชาติที่หลากหลาย ทำให้โอกาสของการพัฒนาธุรกิจและค้นคว้าวิจัยวัสดุเหล่านี้มีมากเพียงพอที่จะสร้างสรรค์เป็นมูลค่าทางเศรษฐกิจและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

งานเสวนา Material Futures ภายใต้งาน Bangkok Design Week 2023 ในปีนี้ ยังคงชวนเหล่านักวิชาการและผู้ประกอบการที่นำวัสดุจากธรรมชาติมาต่อยอดเป็น “โมเดลธุรกิจรักษ์โลก” เพื่อสร้างโอกาสใหม่สำหรับเศรษฐกิจแบบยั่งยืนได้เป็นไปได้จริงต่อไป

01 เปลี่ยนเปลือกหอยเป็นแคลเซียมธรรมชาติ
ความสนใจของ ศ. ดร. สนอง เอกสิทธิ์ หน่วยปฏิบัติการวิจัยอุปกรณ์รับรู้ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในฐานะนักเคมี คือการได้การทดลองผสมสารเคมีอันหลากหลายเพื่อให้เกิดมูลค่าที่เพิ่มขึ้น โดยดร. สนองได้เห็นข้อจำกัดของ “แคลเซียมคาร์บอเนต” ที่ใช้ในอุตสาหกรรมว่ามีกระทบทั้งในด้านสิ่งแวดล้อมจากการขุดเหมืองแร่ และด้านสุขภาพอย่างความเสี่ยงต่อการสะสมของโลหะหนักในร่างกาย จึงได้ลองมองหาแคลเซียมคาร์บอเนตที่หาได้จากธรรมชาติ เมื่อตนเองได้ลงพื้นที่ไปยังฟาร์ม “หอยแมลงภู่” ในตำบลแหลมใหญ่ จังหวัดสมุทรสงคราม ดร. สนองจึงได้เรียนรู้ว่าในแต่ละปีฟาร์มหอยแมลงภู่ทั่วประเทศไทยจำเป็นต้องทิ้งขยะเปลือกหอยมากถึง 7 ตัน หรือคิดเป็นหลายล้านตันทั่วโลก จึงได้เกิดแนวคิดที่จะเปลี่ยนเปลือกหอยแมลงภู่และเปลือกหอยอีกหลายชนิดให้กลายเป็น “แคลเซียมคาร์บอเนตธรรมชาติ” (Bio-calcium carbonate) ที่มีประโยชน์ในการป้องกันโรคกระดูกพรุนโดยไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม

 นอกจากนี้ โครงสร้างของเปลือกหอยที่ซ้อนกันหลายชั้นนั้นยังสามารถใช้บรรจุสารออกฤทธิ์อย่างน้ำมันหอมระเหยหรือยาปฏิชีวนะได้ หรือนำมาประยุกต์สร้างเป็นวัสดุกักเก็บตามธรรมชาติ (bio-encapsulation) อีกทั้งยังมีคุณสมบัติในการสะท้อนแสงคล้ายปีกแมลงทับจึงนำไปแปรรูปเป็นเครื่องประดับตกแต่ง หรือใช้เป็นส่วนประกอบของ security marker ในธนบัตร เหรียญ หรือลอตเตอรี่ ที่ช่วยเพิ่มมูลค่าทางธุรกิจและยังช่วยสร้างรายได้ให้เจ้าของฟาร์มหอยแมลงภู่ เกิดเป็นห่วงโซ่อุปทานใหม่ ๆ ได้อีกมากมาย

02 Biocement จากเปลือกไข่ และแม่เหล็กเคลือบผิวทางเดินจากถ่านไฟฉายเพื่อผู้พิการทางสายตา
ผศ. ดร. ธิดารัตน์ บุญศรี กลุ่มวิจัยวัสดุชีวภาพอัจฉริยะและเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ได้อธิบายถึงแนวคิดของการ ‘อัพไซเคิล’ เพื่อเป็นการต่อยอดมูลค่าของวัสดุให้ตอบโจทย์ความยั่งยืนและพัฒนาวัสดุให้มีคุณสมบัติที่มากขึ้น โดยนำเสนอสองตัวอย่างผลงานคือ “ปูนซีเมนต์จากจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติฟื้นฟูตัวเองได้” และ “วัสดุแม่เหล็กสำหรับเคลือบผิวคอนกรีตสำหรับผู้พิการทางสายตา”

แนวคิดของปูนซีเมนต์จากจุลินทรีย์ หรือ Biocement จะเป็นอีกทางเลือกหนึ่งเพื่อทดแทนปูนซีเมนต์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยเป็นการคัดเลือกจุลินทรีย์จากกากน้ำปลาที่มีความสามารถในการสร้างสารประกอบกลุ่มของแคลเซียมคาร์บอเนตให้มีคุณสมบัติคลายกาวสำหรับการเชื่อมอนุภาคของทรายหรือมวลหยาบ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทนต่อความเค็มและซัลเฟตอีกด้วย โดยการกระบวนการสร้างปูนซีเมนต์จุลินทรีย์มีส่วนประกอบหลักคือเปลือกไข่และแร่ที่มีองค์ประกอบของแคลเซียมเพื่อใช้เลี้ยงจุลินทรีย์ โดยมีทรายเป็นวัสดุมวลหยาบเพื่อใช้เป็นเนื้อของปูน ความโดดเด่นของปูนซีเมนต์จุลินทรีย์นี้ คือความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองเมื่อเกิดความเสียหายจากรอยร้าวเล็ก ๆ ด้วยกระบวนการทางชีวภาพ และไม่ได้เป็นจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในสิ่งมีชีวิต ทั้งยังทนต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเล ซึ่งในอนาคตหากเราหันมาใช้ปูนซีเมนต์จากจุลินทรีย์ก็ช่วยให้ลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการผลิตปูนซีเมนต์ในปัจจุบันได้เป็นอย่างดี

ผลงานอีกชิ้นงานหนึ่งคือการสร้างสารเคลือบแม่เหล็กจากถ่านไฟฉายใช้แล้วเพื่อเคลือบผิวคอนกรีตสำหรับนำทางผู้พิการทางสายตา โดยสารเคลือบแม่เหล็กจะถูกเคลือบลงไปบนอิฐปูทางเดินเพื่อให้ผู้พิการสามารถใช้ไม้เท้านำทางที่มีเครื่องอ่านสนามแม่เหล็กเดินทางไปตามเส้นทางได้อย่างสะดวก สารเคลือบนี้ทนต่อความร้อนได้สูงถึง 120 องศาเซลเซียส และเป็นแม่เหล็กที่ไม่มีขั้วตรงข้ามจึงไม่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ผลักออกจากกัน อีกทั้งยังไม่รบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างสมาร์ตโฟนหรือแถบแม่เหล็กของบัตรเครดิต 

03 ผ้าทอจากโลหะที่สร้างสรรค์ได้ไม่รู้จบ 
จารุพัชร อาชวะสมิต อาจารย์ประจำคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ได้บอกเล่าถึงเรื่องราวของการก่อตั้งบริษัท Ausara Surface and Textiles แบรนด์สิ่งทอที่มีเอกลักษณ์ด้านการทอผ้าจากโลหะ เช่น ทองแดง สแตนเลส และคาร์บอนไฟเบอร์ สำหรับการตกแต่งภายใน ที่มีความโดดเด่นไม่เหมือนใครตรงการเกิดปฏิกิริยา oxidation ที่ช่วยเคลือบผิวโลหะให้เกิดเป็นสีสันสวยงามโดยไม่จำเป็นต้องย้อมสีผ้า นอกจากนี้กระบวนการทอผ้าของบริษัทฯ ยังมีทั้งการทอมือและทอเครื่องจึงสามารถกำหนดปริมาณหรือคุณภาพของงานทอได้ตามที่ลูกค้าต้องการ ทำให้ผลงานผ้าทอจากโลหะได้รับการยอมรับทั้งจากแบรนด์ในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงได้เดินทางไปจัดแสดงยังต่างประเทศทั้งในประเทศบรูไนและอิตาลี

 ไม่เพียงคุณสมบัติของการ oxidation ผ้าทอโลหะยังมีน้ำหนักเบา จึงสามารถใช้เป็นผ้าประดับในที่สูงได้โดยไม่จำเป็นต้องเสริมโครงสร้างพิเศษ นอกจากนี้ยังสามารถต่อยอดผ้าทอจากโลหะเข้ากับความคิดสร้างสรรค์ และความรู้ด้านการตลาด ไปเป็นสินค้าไลฟ์สไตล์ต่าง ๆ เช่น กระเป๋าสตางค์ เครื่องประดับ ไปจนถึงใช้สร้างเป็นงานศิลปะ เพื่อใช้เกิดประโยชน์สูงสุดและไม่มีเศษเหลือทิ้ง 

04 วัสดุหนังชีวภาพจากเศษเหลือทางการเกษตร
มาย การุณงามพรรณ เป็นผู้ก่อตั้งบริษัท UPCYDE CARBON NEUTRAL ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ตอัพที่เชี่ยวชาญในด้านเทคโนโลยีการจัดการขยะทางการเกษตรที่มีปริมาณมหาศาล ซึ่งหากกำจัดทิ้งอย่างไม่ถูกวิธีก็จะสร้างผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมในระยะยาว จึงได้พบทางออกว่า ขยะทางการเกษตรสามารถเปลี่ยนไปเป็น “วัสดุหนังชีวภาพ” (bioleather) ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม และการจัดการขยะของทั้งโรงงานแปรรูปและเกษตรกรที่มีผลผลิตไม่ผ่านเกณฑ์ 

หลังจากที่ทีมได้ลงพื้นที่ไปทั่วทุกภาคของประเทศไทยก็พบว่าในแต่ละภาคมีขยะทางการเกษตรมากมายที่มีคุณสมบัติต่างกัน ซึ่งสามารถนำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์อื่นได้ อย่างเช่น รองเท้าหรือถุงผ้าจากเปลือกกล้วยและมะนาวซึ่งเป็นผลผลิตที่มีอยู่มากในประเทศ โดยผลิตภัณฑ์เหล่านี้ยังสามารถส่งออกไปยังองค์กรในต่างประเทศ อาทิ ฝรั่งเศส เดนมาร์ก และสิงคโปร์ ซึ่งให้ความสำคัญกับผลิตภัณฑ์ที่เข้าเกณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อมหรือ ESG (Environment Social และ Governance) 

เป้าหมายสำคัญของบริษัท UPCYDE CARBON NEUTRAL คือการแก้ปัญหาในอุตสาหกรรมให้สอดคล้องกับแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) โดยจำเป็นต้องมีความร่วมมือที่หลากหลายทั้งด้านวิทยาศาสตร์และการออกแบบ โดยเฉพาะการอัพไซเคิลและรีไซเคิล ซึ่งคุณมายกล่าวย้ำว่า บริษัทฯ ยังคงต้องการพาร์ตเนอร์ทางธุรกิจเพื่อช่วยพัฒนาผลิตภัณฑ์ในการลดปริมาณขยะให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ 

ที่มา : สรุปบรรยาย “Material Futures 2023 by CEA จับกระแสทิศทางนวัตกรรมวัสดุและเทคโนโลยีในปี 2023 จะเป็นอย่างไร?” วันที่ 10 กุมภาพันธ์ 2566 ณ TCDC กรุงเทพฯ 

เรื่อง : กองบรรณาธิการ