5 การค้นพบทางวัสดุศาสตร์ที่น่าสนใจประจำปี 2025
ใกล้จะสิ้นปีแล้ว วันนี้เลยค้นดูว่าในช่วงปีที่ผ่านมามีการค้นพบอะไรที่น่าสนใจในสาขาวัสดุบ้าง ก็เจอบทความจากนิตยสาร Chemical & Engineering News (C&EN) ที่น่าสนใจ โดย C&EN สรุปถึงการพัฒนาหรือการค้นพบที่น่าสนใจไว้ 5 เรื่องครับ
#1 การพัฒนากระบวนการรีไซเคิลซิลิคอน โดยใช้อุณหภูมิต่ำ
โดยทีมวิจัยได้ทำการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์จากแกลเลียม (gallium) และ บอรอน ไตรคลอไรด์ ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยานี้จะทำหน้าที่ในการตัดซิลิคอน ที่มีโครงสร้างซับซ้อน และมีการสร้างพันธะที่ข้ามไปมาระหว่างกัน ออกเป็นโมเลกุลเล็กๆของ คลอโรไซเรน (chlorosilanes)
ซึ่งโมเลกุลที่ได้จากกระบวนการนี้ก็สามารถนำไปผลิตเป็นวัสดใหม่โดยที่ไม่ต้องใช้พลังงานมากๆอีกด้วย เป็ฯทางเลือกในการลดขยะที่มีความน่าสนใจมาก
#2 การผลิตพลาสติกชีวภาพจากคาร์บอนไดออกไซด์ในทะเล
เรารู้จักพลาสติกชีวภาพ (Bioplastic) เป็นอย่างดีว่าเป็นวัสดุที่ผลิตจากพืช (ไม่ใช่การผลิตที่ใช่น้ำมันอย่างทั่วๆไป) ในประเทศไทยก็จะมีการใช้ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรเช่นน้ำตาล แป้ง แอลกอฮอลส์มาผลิตเป็นพลาสติก
โดยทีมนักวิจัยได้พัฒนาการดึงเอาคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกจับไว้ในน้ำทะเลออกมา แล้วผ่านกระบวนการที่แอบซับซ้อนนั้นก็คือใช้ปฏิกิริยา ไฟฟ้าเคมีที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาผนวกเข้ากับการหมักโดยใช้จุลินทรีย์
ฟังดูประหลาดใช้ไหมครับทำไมต้องไปดึงเอา CO2 ออกมาจากทะเล?
> เฉลยก็คือนอกจากทะเลมีจะพื้นที่ที่กว้างมากและน้ำทะเลก็สามารถตรึง (sink) CO2 ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีทำให้น้ำทะเลจับ CO2 ได้ดีกว่าน้ำจืดกว่า 10 เท่า
> ถ้าคำนวนกันทางทฤษฏีจะพบว่าน้ำทะเล สามารถจับ CO2 ได้ประมาณ 11 พันล้านตัน (เกือบๆ 1 ใน 4 ของ CO2 ที่มนุษย์ปล่อยกันเลยทีเดียว)
หลังจากกระบวนการทางไฟฟ้าและการหมักแล้ว จะได้กรดที่ชื่อ succinic acid เป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งเจ้าสารเคมีก็สามารถถูกนำไปต่อยอดเป็นพลาสติกได้ต่อไป
ถึงแม้กระบวนการจะซับซ้อนหน่อย แต่ถ้าทำให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ย่อมทำให้เรามีหนทางในการจัดการ CO2 ที่ถูกปล่อยได้ปริมาณมากยิ่งขึ้น
#3 กาวประสิทธิภาพสูงสำหรับแบตเตอรี่ EV
อุตสาหกรรมผลิตแบตเตอรี่ กำลังต้องรีบพัฒนาสูตรของแบตเตอรี่ให้ไม่มีส่วนประกอบของสารเติมแต่งที่ผลิตจากฟลูออรีน ซึ่งเป็นสารในกลุ่มที่จะมีการจำกัดการใช้ในอนาคต
โดย Arkema Inc. ผู้ผลิตสารเคมีที่มีสำนักงานใหญ่ในฝรั่งเสศได้พัฒนากาวที่มีชื่อทางการค้าว่า Kynar® HSV 900 โดยประสบความสำเร็จอย่างมาก เพราะช่วยทำให้ขั้ว cathode ในแบตเตอรี่กลุ่ม LFP มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยกาวชนิดนี้ใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์มากกว่าา 10 ล้านคัน
สิ่งที่นักวิจัยของ Arkema พยายามปรับปรุงก็คือส่วนประกอบที่เป็นสารเคมีในกลุ่มฟลูออรีน ที่ทำหน้าที่ในการปรับแรงตึงผิว (surfactant) โดยเทคนิคที่สามารถนำมาทดแทนมีหัวใจสำคัญคือ การเลือกใช้สารลดแรงตึงผิว ที่ประกอบไปด้วยสารเคมีกลุ่มที่เป็นพอลิเมอร์อาทิเช่น polyvinylphosphonic acid, polyacrylic acids, and polyvinyl sulfonic acid โดยใช้ในปริมาณน้อยๆ ประมาณ 0.001-2%
#4 การค้นพบการทำงานตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแพลเลเดียม (Palladium)
ทีมนักวิจัยจากเยอรมันและอเมริกาพบว่าทำไมตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแพลเลเดียม (Palladium) เป็นองค์ประกอบถึงทำงานได้ดีกว่านิเกิล
จากการค้นคว้าพบว่าสิ่งที่ทำให้แพลเลเดียมที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาชนะโลหะอื่นๆก็คือความเป็นกรดที่มีมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่นถึงเกือบๆ 100,000 เท่า ซึ่งคุณสมบัตินี้ทำให้แพลเลเดียมทำหน้าที่ในการสลายพันธะระหว่างคาร์บอนและไฮโดรเจน (C-H bond) ได้ดีที่สุด
#5 เจลที่ทำหน้าที่กักขังคาร์บอนไดออกไซด์
'งานวิจัยของอาจารย์จาก MIT (อาจจะเก่าสักนิด) แต่น่าสนใจ โดยอาจารย์ได้หาทางที่จะดูดจับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้ได้ประสิทธิภาพมากสุด ทางทีมนักวิจัยจึงนำเอา chloroplasts ไปผสมกับพอลิเมอร์เจล เมื่อเจลนี้ดูดซับ ก็จะไปทำการเปลี่ยนเป็นน้ำตาล
ซึ่งก็จะไปเกิดปฏิกิริยาต่อกับเจ้าพลิเมอร์เจลทำใก้พอลิเมอร์เกิดการขยายตัวต่อไปเรื่อยๆ นอกจากนี้ถ้าทำการดึงแยกเจ้าพอลิเมอร์ตัวนี้ออกจากกัน มันังสามารถกลับมาเชื่อมต่อเป็นเนื้อเดียวกันได้อีกด้วย (ธรรมดาที่ไหน!!)
ก็เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่สามารถเอาไปต่อยอดในการจัดการ CO2 ได้น่าสนใจไม่น้อย
Ref: Fascinating findings of 2025 - C&EN 2025
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
