By Dutsanee Mua

ในจักรวาลแห่งวัสดุศาสตร์ การคิดค้น วิจัย และพัฒนาวัสดุชนิดใหม่ๆ ให้มีคุณสมบัติเพื่อลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมนับเป็นเป้าหมายที่สำคัญ “อันดับหนึ่ง” ในยุคปัจจุบัน และล่าสุดโลกก็ได้ต้อนรับวัสดุชนิดใหม่ Self-healing concrete “คอนกรีตที่ซ่อมแซมตัวเองได้” อีกหนึ่งสุดยอดนวัตกรรมที่จะมาเขย่าวงการอุตสาหกรรมคอนกรีตในอนาคต

การผลิต ซ่อมแซม และขนส่งคอนกรีตเป็นงานที่ต้องใช้พลังงานมาก จากการคำนวณพบว่า วัสดุคอนกรีตมีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อย CO₂ ทั่วโลกประมาณ 9% ซึ่งมากกว่าอุตสาหกรรมการบินสามเท่า หากเปรียบอุตสาหกรรมคอนกรีตเป็นประเทศ ก็จะถือเป็นประเทศผู้ก่อมลพิษจากสภาพอากาศที่ใหญ่เป็นอันดับสามของโลกเลยทีเดียว

Nima Rahbar รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมแห่งสถาบัน Worcester Polytechnic Institute ผู้คิดค้นเทคโนโลยี Self-healing concrete ได้กล่าวถึงแนวคิดในการพัฒนานวัตกรรมล่าสุดนี้ โดยจุดเริ่มต้นของแนวคิดคือทำอย่างไรจึงจะยืดอายุการใช้งานของคอนกรีตได้ เพราะนั่นเท่ากับเป็นการลดความต้องการใช้งานโดยรวมของคอนกรีตทั่วโลก

“หากสามารถสร้างคอนกรีตที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นได้ ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนคอนกรีตใหม่ ก็สามารถลดการปล่อยมลพิษได้ถึง 9%”

Nima Rahbar

คอนกรีตที่ซ่อมแซมตัวเองได้บางส่วนในการทดลองก่อนหน้านี้ ใช้แบคทีเรียในกระบวนการซ่อมแซม แต่พบว่ากระบวนการนี้ใช้เวลายาวนานเกินไป นอกจากนี้แบคทีเรียยังมีราคาแพงและอาจก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยตามมาได้ Nima Rahbar จึงเริ่มมองหาทางเลือกอื่น และได้รับแรงบันดาลใจจากวิธีที่ร่างกายมนุษย์จัดการกับ CO₂ “เราหายใจเข้าเพื่อนำเข้าออกซิเจนและเราหายใจออกมาเป็น CO₂ ดังนั้น กระบวนการขนส่ง CO₂ จากเซลล์ไปยังหลอดเลือดจึงเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว”

Suzanna Scarlata ผู้เชี่ยวชาญด้านชีวเคมี หนึ่งในคณะทำงาน จึงแนะนำให้ใช้ Carbonic Anhydrase ซึ่งเป็นเอนไซม์ชนิดเดียวกันกับที่ร่างกายใช้ถ่ายโอน CO₂ จากเซลล์เข้าสู่กระแสเลือด เมื่อเติมเอนไซม์ชนิดนี้ลงในผงคอนกรีตจะช่วยให้วัสดุเปลี่ยน CO₂ ในบรรยากาศให้เป็นผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต และเมื่อใดก็ตามที่เกิดรอยแตกเล็กๆ ขึ้นในเนื้อคอนกรีต ผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตจะถูกเติมเข้าไปทีละเล็กทีละน้อย ซึ่งสามารถเติมรอยแตกขนาดหนึ่งมิลลิเมตรได้ภายในหนึ่งวัน ทำให้ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดรอยแตกขนาดใหญ่ขึ้นได้ กระบวนการที่คล้ายคลึงกันนี้ยังสามารถใช้กับรอยร้าวในคอนกรีตชนิดเก่าได้อีกด้วย “เราฉีดพ่นสารละลายที่ประกอบด้วยเอนไซม์ น้ำ และแคลเซียมเข้าไปในเนื้อคอนกรีต จากนั้นเราสามารถถ่ายเท CO₂ และเติมรอยแตกได้ภายในไม่กี่นาที”

หากเทคโนโลยีนี้ สามารถออกสู่ตลาดเพื่อใช้กับถนน ทางเท้า อาคาร รวมถึงโครงสร้างอื่นๆ จะสามารถช่วยให้คอนกรีตมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าปกติถึงสี่เท่า (เนื่องจากกระบวนการนี้ยังช่วยดักจับ CO₂ บางส่วนจากอากาศ จึงมีประโยชน์ด้านสภาพอากาศเพิ่มเติมอีกด้วย) ซึ่งก็ต้องมาดูกันต่อไปว่า ภาคอุตสาหกรรมคอนกรีตโลกจะตอบรับกับเทคโนโลยีอันน่าทึ่งนี้อย่างไร

#selfhealingconcrete #LowCarbonSociety #greentech #greeninnovation ##SustainablePlease

ขอบคุณข้อมูลจาก : http://www.fastcompany.com