MATERIAL FUTURES 2024 อัพเดต 4 นวัตกรรมใหม่ด้านวัสดุ เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับสภาวะโลกเดือด

สภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างยิ่งยวดในปัจจุบัน ส่งผลให้ทั่วโลกจำต้องรีบเร่งปรับตัวเพื่อรักษาสมดุลทางสภาพแวดล้อมให้กลับมาดังเดิมได้โดยไว โดยมีภารกิจหลักที่สำคัญคือ การลดการปล่อย “ก๊าซเรือนกระจก” เพื่อไม่ให้อุณหภูมิโดยเฉลี่ยของโลกสูงเกิน 1.5 องศาเซลเซียสตามความตกลงปารีส (Paris Agreement) ที่ประเทศสมาชิกสหประชาชาติได้ตกลงร่วมกันเมื่อปี 2015

เทศกาลงานออกแบบกรุงเทพ 2024 ครั้งล่าสุดที่เพิ่งผ่านพ้นไป ภายใต้แนวคิด “Liveable Scape คนยิ่งทำ เมืองยิ่งดี” ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญในประเด็นนี้เช่นเดียวกัน จึงได้จัดเวทีเสวนาในหัวข้อ MATERIAL FUTURES 2024 วงสนทนาด้านวัสดุศาสตร์และนวัตกรรมที่เกี่ยวเนื่องที่จะมาช่วยยกระดับแนวทางการแก้ปัญหาสภาวะโลกเดือดที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน โดยมีวิทยากรผู้คร่ำหวอดในแวดวงวัสดุศาสตร์มาร่วมแบ่งปันองค์ความรู้ 4 ท่าน ได้แก่ ดร.พิศิษฐ์ คำหน่อแก้ว หัวหน้าทีมวิจัยนวัตกรรมเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สวทช. คุณปิ่นกมล เรืองเดช ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยี บริษัท กราฟีน โกลบ จำกัด ดร.กิติชัย วงษ์เจริญสิน รองประธานเจ้าหน้าที่บริหาร สายงานธุรกิจฟอกหนัง บริษัท ซีพีแอล กรุ๊ป จำกัด (มหาชน) และ ดร.ธวัชชัย ตุงคะเวทย์ Senior Technical Service and Development Specialist บริษัท ดาว เคมิคอล ประเทศไทย จำกัด 

“Nanocoating for Livable City and Clean Solar Energy Applications” 
โดย ดร.พิศิษฐ์ คำหน่อแก้ว หัวหน้าทีมวิจัยนวัตกรรมเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สวทช.
อย่างที่กล่าวไปแล้วว่า การเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศเป็นสิ่งที่มนุษย์ไม่สามารถปฏิเสธได้อีกต่อไป เราจึงได้ยินคำว่า Climate Change, Carbon Footprint หรือ Carbon Credit มากขึ้นเรื่อย ๆ ในส่วนของ Climate Change นั้น ประเทศไทยก็เป็นหนึ่งในประเทศสมาชิกสหประชาชาติที่ได้ลงสัตยาบันในความตกลงปารีส โดยสำหรับประเทศไทยได้มีการตั้งเป้าหมายในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ภายในปีค.ศ. 2065 

แม้ประเทศไทยจะมีส่วนร่วมรับผิดชอบการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศเมื่อเทียบกับประเทศอื่นทั่วโลกอยู่ที่เพียง 1% แต่นี่ไม่ใช่ข้ออ้างที่จะทำให้วางเฉยต่อปัญหาได้ เพราะประเทศไทยเป็น 1 ใน 10 ประเทศที่มีภาวะเสี่ยงต่อภัยคุกคามของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากประเทศไทยยังต้องพึ่งพิงกิจกรรมทางการเกษตรและตั้งอยู่ใกล้ระดับน้ำทะเล จึงเสี่ยงกับการเกิดน้ำท่วมได้

สำหรับหน่วยงานนวัตกรรมเคลือบนาโน เราพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อช่วยบรรเทาปัญหาของโลกด้วยการโฟกัสไปที่การผลิตพลังงานทดแทน ตัวอย่างเช่นแผงโซลาร์เซลล์ โดยเฉพาะในระบบอุตสาหกรรมที่ติดตั้งเป็นจำนวนมาก ด้วยความเชี่ยวชาญทางด้านนวัตกรรมเคลือบนาโน ทางเราได้มีการสร้างสรรค์ Solar Panel Coating สารเคลือบแผงโซลาร์เซลล์เพื่อไม่ให้ฝุ่นจับเกาะ เพราะฝุ่นเป็นอุปสรรคใหญ่สำหรับโซลาร์เซลล์ ทำให้ประสิทธิภาพในการรับแสงอาทิตย์ที่จะนำไปผลิตเป็นกระแสไฟฟ้านั้นลดลง ทั้งนี้สารเคลือบนาโนตัวนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ได้อีกหลากหลายชนิด เช่นในอุตสาหกรรมสิ่งก่อสร้าง พลาสติก กระดาษ เป็นต้น 

อย่างไรก็ตาม การเข้าถึงเทคโนโลยีใหม่ ๆ เหล่านี้ยังจำกัดอยู่ในวงแคบ “อันดับแรกเราต้องรู้ก่อนว่าเราจะทำอย่างไรให้ทุกคนสามารถเข้าถึงเทคโนโลยีนี้ได้ง่ายขึ้น โดยเริ่มปรับรูปแบบการพัฒนาให้ทุกคนสามารถเข้าถึงได้ง่าย และใช้วัสดุที่มีในประเทศไทย” ดร.พิศิษฐ์กล่าว

ในอดีตโจทย์ที่ทางศูนย์วิจัยได้รับจะมาจากภาคอุตสาหกรรม แต่ในปัจจุบัน “ผมมองว่า ต้องเริ่มมีแรงผลักดันจากผู้บริโภคมากขึ้น และไม่เพียงเท่านั้น ยังต้องมีนโยบายจากภาครัฐและกฎเกณฑ์ต่าง ๆ ที่ทำให้เราพัฒนาวัสดุได้ตรงตามมาตรฐานและความต้องการของเราได้”

ดร.พิศิษฐ์ได้ยกตัวอย่างกรณี Solar Panel Coating ไว้ว่า “ปัจจุบันเราได้ผลักดันสาร Nano Coating ให้ใช้ได้ในโซลาร์ฟาร์มในประเทศไทย และให้คนไทยได้ใช้ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาด้วยคนไทยด้วยกันเอง อาจจะต้องใช้เวลาสร้างความเชื่อมั่นอีกสักหน่อย แต่ในปีแรกก็ต้องบอกว่า เราทำได้ตามเป้าหมายที่วางไว้”

ดร. พิศิษฐ์ทิ้งท้ายว่า “ทุกวันนี้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีความสำคัญมากในเรื่องการช่วยโลกร้อน และทำให้เมืองน่าอยู่ขึ้น ทางศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สวทช. เป็นหน่วยงานภาครัฐที่ทำหน้าที่พัฒนาและวิจัย โดยได้รับโจทย์จากภาคอุตสาหกรรมหลาย ๆ แห่ง เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ในหลากหลายกลุ่มให้ใช้งานได้จริง และลดการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ”

“Graphene: Super Low Carbon Building Material” 
โดย คุณปิ่นกมล เรืองเดช ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยี บริษัท กราฟีน โกลบ จำกัด
“กราฟีน” จัดว่าเป็นวัสดุแห่งอนาคตที่มาพร้อมคุณสมบัติอันโดดเด่นกว่าวัสดุชิ้นไหน ๆ ในโลก ไม่ว่าจะเป็นคุณสมบัติพิเศษที่แข็งแรงกว่าเหล็กและเพชร นำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง อีกทั้งยังใส โปร่งแสง และมีความยืดหยุ่นสูง 

บริษัทกราฟิน โกลบ จำกัด เป็นกลุ่มนักพัฒนาสตาร์ตอัพรุ่นใหม่ที่คิดค้นนวัตกรรมและเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาการผลิตกราฟีน ด้วยการนำคาร์บอนหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ เพื่อนำไปใช้ประโยชน์และยกระดับคุณภาพวัสดุในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยทางบริษัทได้มีธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับนวัตกรรมและเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนากราฟีนหลากหลายด้าน

ตัวอย่างเช่น กราฟิน โกลบ เป็นรายแรกและรายเดียวในไทยที่ผลิตกราฟีนขนาดเล็กเพียง 1-3 นาโนเมตรได้ในระดับอุตสาหกรรม ด้วยกระบวนการผลิตกราฟีนแบบออร์แกนิก 100% โดยกราฟีนจะมีส่วนประกอบของคาร์บอน 98.5% และออกซิเจน 1.5% 

ปัจจุบันได้มีการนำกราฟีนไปประยุกต์ใช้ในแวดวงต่าง ๆ มากมาย ในปีที่แล้ว กราฟิน โกลบ เป็นบริษัทแรกในไทยที่ผลิตแบตเตอรี่จากกราฟีนได้สำเร็จ แบตเตอรี่จากกราฟีนมีจุดเด่นหลากหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นการกักเก็บพลังงานและนำไฟฟ้าได้ดี และยังใช้ต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่า แถมยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าแบตเตอรี่ EV ประเภทอื่น ๆ อีกด้วย

กราฟีนยังถูกนำไปใช้ในแวดวงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor) ซึ่งทางกราฟีน โกลบ ได้มีการนำเทคโนโลยี Single Walled Carbon Nanotubes มาใช้ยกระดับให้เป็นออร์แกนิกเซมิคอนดักเตอร์ semiconductor เพื่อความยั่งยืนและสามารถนำไปรีไซเคิลต่อได้

สุดท้าย เนื่องจากกราฟีนเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงทนทานสูง จึงได้มีการนำไปผสมประยุกต์กับสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ เช่น คอนกรีต ยาแนว ซึ่งนอกจากจะช่วยลดโลกร้อนได้แล้ว ยังกันน้ำและเชื้อราได้ดีอีกด้วย

“ผมโฟกัสไปที่ปัญหาของบุคคลว่า แต่ละคนเจอปัญหาในตัววัสดุอย่างไร แล้วไปแก้ที่จุดนั้นให้ตอบโจทย์ได้ทันที โดยยึดกราฟีนเป็นแกนหลัก ถือว่าเป็นการวัดกระแสของตลาดและวัสดุไปในตัว ถ้าเราพัฒนาจากปัญหา ก็จะทำให้สามารถพัฒนาทั้งเทคโนโลยี นวัตกรรม และวัสดุต่าง ๆ ต่อไปได้ไกลมากยิ่งขึ้น” ปิ่นกมลกล่าวทิ้งท้าย

“Biodegradable Leather, The New Trend of Natural Leather Material” 
โดย ดร.กิติชัย วงษ์เจริญสิน รองประธานเจ้าหน้าที่บริหาร สายงานธุรกิจฟอกหนัง บริษัท ซีพีแอล กรุ๊ป จำกัด (มหาชน)
คนมักเข้าใจอย่างผิด ๆ เกี่ยวกับอุตสาหกรรมฟอกหนังสัตว์ว่า เราเลี้ยงสัตว์เพื่อต้องการนำหนังสัตว์มาใช้ แต่ความเป็นจริงคือการใช้หนังสัตว์มาฟอก เกิดจากการใช้ของเสีย (waste) จากอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์ โดยมีการนำมาอัพไซเคิล เพื่อให้นำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่นต่อได้ ดังนั้นการเลี้ยงสัตว์หนึ่งตัวเกิดมาจากความต้องการเนื้อสัตว์ ไม่ใช่ความต้องการเพื่อผลิตหนังสัตว์ โดย 99% ของหนังที่ถูกใช้ในการฟอกหนังแบ่งเป็น หนังวัวและควาย 69% แกะ 13% แพะ 11% และหมู 6% อีก 1% ที่เหลือส่วนใหญ่จะเป็นหนังจากสัตว์ประเภท Exotic นอกจากนี้ ยังมีข้อมูลจากสหรัฐอเมริกาว่า ในหนึ่งปีจะมีการนำหนังสัตว์ดิบไปฟอกกว่า 7.3 ล้านตัน ซึ่งหากไม่มีอุตสาหกรรมการฟอกหนังที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อมและผลกระทบ หนังสัตว์จะถูกนำไปฝังกลบและก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกขึ้นมาถึง 6.6 ล้านตัน/ปี 

การฟอกหนังจะมีวิธีการฟอกอยู่ 3 วิธี ได้แก่

1. การฟอกฝาด (Vegetable Tanning) คือการฟอกหนังสัตว์โดยใช้สารสกัดจากธรรมชาติ 100% โดยใช้หนังชั้นบน (Top Grain) มาทำการฟอก สารที่นำมาฟอกนั้นจะเป็นสารจำพวกเทนนิน (tannin) ซึ่งเป็นสารที่ได้จากเปลือกต้นไม้หรือเนื้อไม้ ตัวอย่างเช่น ต้นควีบราโค ต้นยูคาลิปตัส ซึ่งการฟอกในลักษณะนี้ เป็นวิธีการฟอกหนังที่มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ โดยหนังที่ได้จากการฟอกชนิดนี้จะมีความทนทานสูงมาก มีจุดเด่นอยู่ที่เมื่อเวลาใช้งานไปเรื่อย ๆ สีจะเข้มขึ้นและงดงามขึ้นตามกาลเวลา แต่ข้อเสียก็คือ ขั้นตอนการผลิตที่ใช้เวลานาน
2. การฟอกโครม (Chrome Tanning) เป็นการฟอกโดยใช้สารเคมีในกลุ่มเมทัล โครเมียมซัลเฟต มีการประเมินว่า 90% ของธุรกิจฟอกหนังทั่วโลกใช้วิธีการฟอกลักษณะนี้ เนื่องจากเป็นวิธีที่ใช้เวลาการผลิตที่สั้นเพียง 1 วัน สารเคมีที่ใช้ก็มีราคาถูก แต่ก็ตามมาด้วยมลพิษที่ตกค้างมากมาย
3. การฟอกหนังแบบไม่ใช้โครเมียม (Non-Chrome Tanning) วิธีนี้เป็นวิธีใหม่ล่าสุด ลดการใช้สารเคมีในการฟอกหนัง หันมาใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมน้ำตาล และน้ำมันมะกอก มาปรับให้เป็นวัตถุดิบในการฟอกหนัง โดยทางยุโรปกำลังมุ่งพัฒนาการนำวัตถุดิบสองชนิดนี้มาใช้ในอุตสาหกรรมการฟอกหนังมากขึ้น

หากมองที่แนวโน้มของผู้บริโภคที่มีต่อผลิตภัณฑ์หนังฟอก จะแบ่งได้เป็น 2 แบบ แบบแรกคือ Low Carbon Footprint เป็นการลดการเกิดคาร์บอนทั้งกระบวนการผลิต ซึ่งหลายแบรนด์ทั่วโลกกำลังสร้างเอกลักษณ์นี้เพื่อเป็นจุดแข็งให้กับแบรนด์ตัวเอง และแบบที่สองคือ End of Life คือสินค้าที่สามารถย่อยสลายได้หรือเมื่อถูกทำลายแล้วไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

ดร. กิติชัยได้ยกตัวอย่างไฮไลต์สำคัญหนึ่งไฮไลต์ที่ทางบริษัท ซีพีแอลกรุ๊ป จำกัด (มหาชน) ได้พัฒนาขึ้น คือสินค้ารองเท้าที่ทำร่วมกับแบรนด์ PUMA เรียกว่า “Zeology Suede” เป็นกระบวนการฟอกโดยใช้อลูมิเนียมกับซิลิก้า ซึ่งเป็นโปรเจ็กต์ทดลองที่ทาง PUMA ได้ผลิตรองเท้าขึ้นมา 500 คู่ แล้วนำมาแยกส่วนรองเท้า จากนั้นนำหนังไปทำการทดลองในห้องแล็บที่เนเธอร์แลนด์กว่า 3 เดือนด้วยกัน โดยย่อยหนังให้เป็นชิ้นเล็ก และควบคุมอุณหภูมิความชื้น จนกระทั่งหนังมีการย่อยสลายลงมาเหลือขนาดเล็กกว่า 10 มิลลิเมตร สุดท้ายจึงนำเอาเศษหนังที่เหลือไปผสมกับปุ๋ยเพื่อปลูกพืช ซึ่งพบว่าพืชสามารถโตได้มากกว่าปุ๋ยปกติและไม่มีสารเคมีตกค้าง

ตัวอย่างการพัฒนาร่วมกันระหว่าง บริษัท ซีพีแอลกรุ๊ป จำกัด (มหาชน) และ PUMA แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ต่อวงการฟอกหนัง ที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ในทุกช่วงอายุขัย ตั้งแต่กระบวนการผลิตถึงการสลายเป็นปุ๋ย อย่างไรก็ดี สิ่งที่ยังต้องปรับปรุงในธุรกิจการฟอกหนังก็คือ “สินค้าบางกลุ่มยังต้องการความแข็งแรงที่มาก ซึ่งต้องใช้สารที่ทำให้แข็งแรงแต่ย่อยสลายได้ยาก จึงต้องนำมาปรับปรุงและพัฒนาเพื่อให้สินค้ามีทั้งความแข็งแรงและสามารถย่อยสลายได้เองด้วย”

ดร. กิติชัย กล่าวเสริมถึงปัญหาใหญ่ในตอนนี้ คือการที่ผู้บริโภคยังสนใจประเด็นนี้น้อยเกินไป “ปัญหาใหญ่ที่พบในตอนนี้คือ ผู้ใช้ที่สนใจคอนเซ็ปต์นี้ยังมีจำนวนน้อยกว่าที่คิด ดังนั้นผู้ผลิตบางรายก็ไม่สามารถรอได้ จึงต้องกลับไปผลิตสินค้าในรูปแบบเดิม ซึ่งเป็นเรื่องของเชิงพาณิชย์ส่วนหนึ่ง แต่เราก็เตรียมตัวให้พร้อมก่อนที่จำนวนความต้องการจะมีมากขึ้นกว่าเดิมในอนาคต”

“The Future of Flexible Packaging” 
โดย ดร.ธวัชชัย ตุงคะเวทย์ / Senior Technical Service and Development Specialist บริษัท ดาว เคมิคอล ประเทศไทย จำกัด
ในส่วนสุดท้ายของการเสวนาคือเรื่องของบรรจุภัณฑ์ ย้อนกลับไปเมื่อ 5-10 ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์จะมุ่งเน้นการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ให้มีความสวยงาม ดึงดูดสายตา และมีคุณภาพที่คงทน ใช้งานง่าย แต่ในปัจจุบันพบว่า ผู้บริโภคส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับการรียูสและรีไซเคิลมากขึ้น ทว่าหลายคนยังกังวลเรื่องความแข็งแรงและความสวยงามจะลดลง การผลิตจะช้าลงและการยืดอายุสินค้าจะต่ำลง ดังนั้นจึงยังมีโจทย์อีกมากที่ต้องมาพิจารณา หาทางพัฒนาสินค้าอย่างไร ให้ตอบโจทย์กับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์แห่งอนาคต

ดร. ธวัชชัยกล่าวว่า “ทั้งหมดจึงเป็นที่มาของการทำ Plastic Circularity 4 แพลตฟอร์มด้วยกัน ได้แก่ Design for Recyclability, Mechanical Recycling Product & Application Development, Feedstock Recycling Solutions และ Renewable Solutions เป็นการดีไซน์ให้เกิดการรีไซเคิลของบรรจุภัณฑ์ได้อย่างแท้จริงและมีความยั่งยืน”

โดยการดีไซน์บรรจุภัณฑ์ในอนาคต จะต้องไม่มองแค่ดีไซน์ภายนอกเท่านั้น แต่ยังจะต้องมองในเรื่องของฟังก์ชันให้สอดคล้องไปกับนโยบายความยั่งยืนให้มากขึ้นด้วย ตัวอย่างเช่น วัสดุที่นำมาใช้ ปล่อยคาร์บอนไปมากเท่าไร จะทำอย่างไรให้บรรจุภัณฑ์บางลงได้กว่านี้ แต่ยังแข็งแรงเหมือนเดิม เป็นต้น

แนวโน้มในอนาคตของโลกคงเป็นเรื่องของเราทุกคนนับตั้งแต่วันนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบรรดาผู้ผลิตในวงอุตสาหกรรมปิโตรเคมี วัสดุ บรรจุภัณฑ์ ที่เป็นผู้ผลิตในส่วนต้นน้ำของสายพาน จึงจำเป็นอย่างยิ่งยวดที่จะต้องปรับตัว เพื่อรองรับสถานการณ์ที่จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วในอนาคต

ที่มา : เสวนา “MATERIAL FUTURES 2024” โดย สำนักงานส่งเสริมเศรษฐกิจสร้างสรรค์ (องค์การมหาชน) วันที่ 29 มกราคม 2567 ณ TCDC กรุงเทพฯ ส่วนหนึ่งของเทศกาลงานออกแบบกรุงเทพ 2567 ภายใต้แนวคิด “Livable Scape คนยิ่งทำ เมืองยิ่งดี”

เรื่อง : คณิศร สันติไชยกุล