นาโนโอท็อป (Nano OTOP) - ตอนที่ 6

ผู้อ่านบางท่านอาจเคยได้ไปเยี่ยมชมหมู่บ้านถวาย อำเภอสันป่าตอง จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเป็นศูนย์กลางการจำหน่ายผลิตภัณฑ์ และข้าวของที่ทำจากไม้ ซึ่งปัจจุบันได้รับการปรับปรุงรูปแบบจนกระทั่งได้กลายมาเป็นจุดท่องเที่ยวสมบูรณ์แบบ ที่หมู่บ้านถวายนี่เอง ท่านผู้อ่านสามารถเลือกหาสินค้าที่ถูกใจได้หลากหลาย ทั้งของตกแต่งบ้าน ตกแต่งที่ทำงาน เฟอร์นิเจอร์ รูปภาพ โคมไฟ รวมไปถึงหัตถกรรมที่เป็นเซรามิกส์ ทุกชิ้นถูกทำขึ้นด้วยฝีมืออันปราณีตของชาวบ้าน ด้วยราคาที่ไม่แพงนัก และยังมีบริการนำส่งไปถึงบ้านที่กรุงเทพฯ ในเวลาที่รวดเร็วพร้อมกับราคาที่ถูกอย่างเหลือเชื่ออีกด้วย ฟังดูแล้ว ด้วยจุดขายและเอกลักษณ์อันโดดเด่นของหมู่บ้านถวาย นาโนเทคโนโลยีดูไม่น่าจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหมู่บ้านถวายเลย แต่ในความเป็นจริงประเทศไทยยังมีหมู่บ้านหัตถกรรมอื่นๆ อีกที่ไม่ได้โชคดีอย่างหมู่บ้านถวาย ทำให้การวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติพิเศษยังมีความจำเป็นอยู่


ในช่วง 2-3 ปีมานี้ได้เกิดความตื่นตัวอย่างมากในกลุ่มประเทศยุโรป โดยเฉพาะยุโรปเหนือ ประเทศสหรัฐอเมริกา และแคนาดา ในเรื่องนาโนทคโนโลยีที่เกี่ยวกับไม้ เนื่องจากประเทศเหล่านี้มีทรัพยากรทางด้านป่าไม้เยอะมาก ในปี พ.ศ. 2547 ทางกระทรวงเกษตรของสหรัฐฯ ได้ร่วมกับสมาคมไม้และกระดาษอเมริกัน พร้อมกับกระทรวงพลังงาน จัดทำแผนที่นำทางของนาโนเทคโนโลยีสำหรับป่าไม้ขึ้นมา โดยได้ตีพิมพ์รายงานดังกล่าวออกมาในปีที่แล้ว พร้อมๆ กับประเทศแคนาดา และสหภาพยุโรป นับเป็นความบังเอิญอย่างมาก เมื่อย้อนกลับมาดูในประเทศไทยเองแล้วจะพบว่ามีนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีทางด้านไม้น้อยมาก ทั้งๆ ที่ประเทศของเรามีอุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับไม้และกระดาษพอสมควร


ในแผนที่นำทางนาโนเทคโนโลยีเกี่ยวกับไม้ของ 3 มหาอำนาจข้างต้นนั้นได้มองไปที่การใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาคุณภาพของไม้ ได้แก่

• การพัฒนาวัสดุนาโนผสม (nanocomposites) ของไม้กับวัสดุอื่น เช่น ไม้กับพลาสติก ไม้กับดิน ไม้ผสมดินผสมพลาสติก เพื่อนของผู้เขียนท่านหนึ่งชื่อ ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ทำวิจัยวัสดุนาโนผสมระหว่างไม้กับพลาสติกใช้แล้ว เพื่อประดิษฐ์วัสดุที่มีหน้าตาและสัมผัสเหมือนไม้ ซึ่งสามารถนำไปเคลือบผิววัสดุอื่นๆ ได้ ขณะนี้ผู้เขียนทราบมาว่าประเทศจีนเริ่มมีความสนใจในการนำวัสดุประเภทนี้มาใช้ในสิ่งก่อสร้าง ลองคิดดูหากเราสามารถผลิตไม้ที่ใช้กระบวนการเดียวกับการผลิตพลาสติก ตลาดทางด้านนี้จะเป็นอย่างไร

• การพัฒนาความแข็งแรงแก่ไม้ ทำให้ไม้มีความแข็งแรงเพื่อใช้ในงานก่อสร้าง รวมทั้งทนการติดไฟด้วย เช่น การผสมอนุภาคนาโนเคลย์เข้าไปในเนื้อไม้ การเคลือบผิวด้วยสารกันไฟหรือดัดแปลงพื้นผิวในระดับโมเลกุล

• การนำนาโนเทคโนโลยีมาช่วยลดมลพิษที่เกิดจากอุตสาหกรรมกระดาษ และการแปรรูปไม้

• การทำให้ไม้ทนความชื้น หรือ กันชื้น เช่น การเคลือบผิวด้วยการผ่นอนุภาคนาโนผสมพอลิเมอร์กันน้ำลงไปบนผิวไม้ การเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเส้นใยไม้ด้วยการอบในสุญญากาศ

• การทำให้ไม้ทนแสง UV และป้องกันปลวกโดยใช้อนุภาคนาโน

• การสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่และวัสดุใหม่จากไม้ รวมไปถึงการนำของเสียจากอุตสาหกรรมไม้มาทำผลิตภัณฑ์ใหม่

นาโนโอท็อป (Nano OTOP) - ตอนที่ 5

ประเทศไทยมีชื่อเสียงมานานในเรื่องของผลิตภัณฑ์ผ้า เนื่องจากประเทศเรามีความหลากหลายในเรื่องของวัฒนธรรม ชนเผ่า หรือ ความเป็นท้องถิ่น แม้แต่ความจำเพาะหรือเอกลักษณ์ของลายผ้าก็ยังมีความแตกต่างจากถิ่นหนึ่งไปยังอีกถิ่นหนึ่ง เช่น ที่อำเภอสวรรคโลก จังหวัดสุโขทัย มีเอกลักษณ์ของการทอผ้าตีนจก ส่วนจังหวัดนครพนมมีเอกลักษณ์ในเรื่องของผ้าทอมัดหมี่ที่มีลายไม่ซ้ำแบบใคร และเป็นมรดกตกทอดมาจากบรรพบุรุษที่มีอยู่หลายชนเผ่า ผมเคยไปที่จังหวัดพิษณุโลกแล้วมีโอกาสได้เข้าไปคุยกับ OTOP ที่หมู่บ้านแห่งหนึ่ง ได้ทราบมาว่า พิษณุโลกนั้นมีผ้าทอลายดอกปีบซึ่งถือเป็นดอกไม้ประจำจังหวัด ลายดอกปีบนี้ถือเป็นจุดขายของผ้าที่นี่ เนื่องจากเดิมทีพิษณุโลกไม่มีมรดกตกทอดทางด้านผ้าทอมาก่อน ผู้ที่นำงานทางด้านผ้าทอเข้ามาสู่จังหวัดนี้เป็นชนเผ่าที่อพยพมาจากถิ่นอื่น เช่น มาจากนครพนม หรือ มาจากทางประเทศลาว เป็นต้น การเกิดลายดอกปีบขึ้นจึงกลายเป็นจุดเด่นของผ้าทอที่นี่ ทำให้ผ้าทอที่นี่พอสู้ผ้าทอที่อื่นๆได้ เมื่อถามว่าชาวบ้านที่นี่จะพอใจหรือไม่หากนักวิจัยสามารถนำเอาเทคโนโลยีการบรรจุที่เรียกว่า แค็ปซูลจิ๋ว (micro-encapsulation หรือ nano-encapsulation) ซึ่งเป็นแค็ปซูลที่มีขนาด 200-400 นาโนเมตร มาบรรจุกลิ่นของดอกปีบลงไป แล้วนำไปใส่ไว้ในผ้า โดยสามารถควบคุมการปล่อยกลิ่นให้ออกมาเรื่อยๆ ทำให้ผ้าลายดอกปีบมีกลิ่นหอมของดอกปีบ โดยกลิ่นหอมนั้นควรจะอยู่กับผ้าแม้จะนำไปซักหลายๆ ครั้งก็ตาม คำตอบก็คือ ชาวบ้านชอบใจกับแนวคิดนี้มาก แต่ก็มีผู้เชี่ยวชาญในพื้นที่ท่านหนึ่งได้ให้ความเห็นว่า เทคโนโลยีที่จะนำไปให้ชาวบ้านใช้ ไม่ควรเป็นเทคโนโลยีที่เข้าไปทดแทนสิ่งที่ชาวบ้านเคยทำได้ด้วยภูมิปัญญาชาวบ้าน เพราะจะทำให้ภูมิปัญญาชาวบ้านหายไป แต่ควรเป็นเทคโนโลยีที่เข้าไปเพิ่มเติมสิ่งใหม่ที่ไม่มีมาก่อน ซึ่งสำหรับกรณีนี้ก็น่าจะถือได้ว่าสอบผ่าน


แค็ปซูลจิ๋วเป็นเทคโนโลยีที่นำมาใช้เพื่อควบคุมการปลดปล่อยสาร หรือโมเลกุล ให้ออกมาทำงานตามสภาวะ หรือเวลาที่เราต้องการ โดยเทคโนโลยีในการควบคุมการปลดปล่อยนั้นสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การปลดปล่อยช้า (slow release) การปลดปล่อยเร็ว (quick release) การปลดปล่อยจำเพาะ (specific release) การปลดปล่อยด้วยความชื้น (moisture release) การปลดปล่อยด้วยความร้อน (heat release) การปลดปล่อยด้วยสภาพกรด-ด่าง (pH release) สำหรับสิ่งทอนั้น นอกจากกลิ่นหอมแล้ว เทคโนโลยีนี้ก็อาจนำมาบรรจุยาฆ่าเชื้อโรค (สำหรับผ้าพันแผล) ยาหรือสมุนไพรสมานแผล (สำหรับผ้าปิดแผล) สารสกัดบำรุงผิวพรรณ (สำหรับชุดชั้นใน หรือ เสื้อผ้าสุขภาพ) สารกันติดไฟ (สำหรับผ้าม่าน) โดยแค็ปซูลเหล่านั้นจะไม่ปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ออกมาในสภาวะปกติ แต่จะปลดปล่อยเมื่อถูกกระตุ้น โดยนักวิจัยต้องออกแบบให้โมเลกุลที่ห่อหุ้มคลายตัวหรือสลายตัวเพื่อปลดปล่อยในสภาวะที่ต้องการ


นอกจากแค็ปซูลจิ๋วแล้วยังมีนาโนเทคโนโลยีอย่างอื่นๆอีกที่สามารถนำเข้ามาช่วย OTOP ได้ เช่น คณะวิจัยจากสถาบันวิจัยโลหะและวัสดุ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้คิดค้นวิธีการในการนำเอาอนุภาคนาโนของเงิน ซึ่งมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรคไปติดไว้กับเส้นใยผ้า ทำให้เส้นใยผ้ามีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรค ซึ่งจะเป็นการลดกลิ่นตัวของผู้สวมใส่ได้ ทีมวิจัยจากภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้นำเอาเทคโนโลยีพลาสมามาปรับปรุงพื้นผิวของผ้าไหม ทำให้มีลวดลายในระดับนาโนที่คล้ายคลึงกับพื้นผิวของใบบัว ส่งผลให้ผ้าไหมมีสมบัติไม่เปียกน้ำ และกันสิ่งสกปรกได้ เทคโนโลยีทั้งสองประการที่กล่าวมาข้างต้นนั้น สามารถทำให้มีราคาที่ถูกลง เพื่อไปสนับสนุนงานทางด้าน OTOP ได้

นาโนโอท็อป (Nano OTOP) - ตอนที่ 3

สินค้าเกษตร และ อาหาร เป็นหมวดสินค้าที่แม้จะมีจำนวนรายการน้อยกว่าของขวัญ ของตกแต่งมาก แต่ก็เป็นสินค้าที่สร้างรายได้หลักให้แก่เกษตรกร และประชาชนในชนบท และยังเป็นกลุ่มอาชีพที่เทคโนโลยีระดับสูงเข้าไม่ถึง ในอดีตที่ผ่านมาเทคโนโลยีที่เข้าไปช่วยงานเกษตรกรรม มักจะเป็นเทคโนโลยีพื้นๆ เช่น เครื่องจักรกล การชลประทาน การใช้ปุ๋ยเคมี เป็นต้น ซึ่งได้ก่อให้เกิดหนี้แก่เกษตรกรจำนวนมาก เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่นำเข้ามาจากต่างประเทศ การนำนาโนเทคโนโลยีไทยทำมาช่วยงานทางด้านนี้ โดยเฉพาะเพื่อปรับปรุงหรือเพิ่มคุณค่าแก่สินค้าเกษตรจะทำให้สถานการณ์เปลี่ยนไปได้ ตัวอย่าง Polymer-Clay Nanocomposite ซึ่งมีคุณสมบัติลูกผสมระหว่างพลาสติกกับเซรามิกนั้น สามารถปรับเปลี่ยนคุณสมบัติให้ไปอยู่ทางพลาสติกมากๆ หรือไปอยู่ทางเซรามิกมากๆ ก็ได้ ทำให้สามารถนำไปใช้เป็นถุงพลาสติก หรือบรรจุภัณฑ์ สำหรับหีบห่อผลิตภัณฑ์เกษตรที่กันความชื้น เพื่อแทนที่ฟิล์มอลูมิเนียมที่มีราคาสูงกว่า อีกทั้งยังขึ้นรูปได้เหมือนพลาสติกทั่วไปไม่ว่าจะให้เป็นถุง เป็นฟิล์ม เป็นกล่อง เป็นต้น กลุ่มวิจัยทางด้าน Polymer-Clay Nanocomposite ที่มีสูตรสำหรับนำนาโนวัสดุประเภทนี้ไปใช้ในงานประยุกต์ด้านต่างๆ ก็คือกลุ่มของ ผศ. ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ ศูนย์นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล อีกตัวอย่างหนึ่งคือการนำเอาจมูกอิเล็กทรอนิกส์มาช่วยในการควบคุมคุณภาพอาหาร เช่น งานวิจัยของ ดร. สมบุญ สหสิทธิวัฒน์ หน่วยวิจัยพอลิเมอร์ขั้นสูง ของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ ได้ใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์จำแนกข้าวหอมมะลิของไทย ซึ่งอาจช่วยในการระบุแหล่งผลิต เป็นการสร้างเอกลักษณ์แก่ข้าวหอมมะลิแบรนด์ต่างกัน เช่น สุรินทร์ ร้อยเอ็ด มหาสารคาม ซึ่งต่างก็อ้างว่าข้าวหอมมะลิของตนอร่อยที่สุด

เครื่องดื่มประเภทสุราพื้นบ้าน สุรากลั่น สุราแช่ (สาโท) มีความผูกพันกับวิถีชีวิตของชาวบ้านแต่โบร่ำโบราณเทียบเท่ากับเหล้าสาเกของญี่ปุ่น (ฝรั่งจึงเรียกเครื่องดื่มพวกนี้ว่า Spirits) ซึ่งหากได้รับการส่งเสริมที่ดี อาจสร้างมาตรฐานให้มีชื่อเสียงเช่นเดียวกับเหล้าสาเกได้ จากการสำรวจข้อมูลผู้ประกอบการระดับท้องถิ่น ทั้งที่เป็นบริษัท ห้างหุ้นส่วนจำกัด สหกรณ์ และ กลุ่มชาวบ้าน ใน http://www.thaitambon.com/ นั้น มีผู้ผลิตไวน์จำนวน 76 ราย สุรากลั่น 47 ราย สุราแช่ 12 ราย มีผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ประกาศขายที่เป็นไวน์ 575 รายการ สุรา

108 รายการ และสุราแช่ 49 รายการ ดังนั้นการใส่เทคโนโลยีเข้าไปน่าจะคุ้มค่า เทคโนโลยีชั้นสูงสามารถนำมาช่วยสร้างมาตรฐาน แก่ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ เช่น การสร้างมาตรฐานเรื่องรสชาติของ สาโท ด้วยการใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งมีการทำวิจัยอยู่ที่ ศูนย์นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 3

• อนุภาคนาโนเคลย์ (Nanoclays) หรือ ดินนาโน กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในการนำมาทำวัสดุผสมคอมโพสิต (Nanocomposite) กับวัสดุอื่นๆ เช่น ผสมกับไม้ ผสมกับพลาสติก หรือแม้แต่ผสมกับเซรามิกส์ หรืออาจจะนำไม้มาผสมกับพลาสติกก็ได้ ซึ่งนับเป็นก้าวใหม่ของวัสดุผสมที่เราสามารถทำการวิศวกรรมวัสดุไปถึงระดับนาโนเมตร มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่งปักกิ่งและวิทยาลัยป่าไม้แห่งคุนหมิงกำลังขมักเขม้นวิจัยและพัฒนาวัสดุผสมระหว่างไม้กับอนุภาคดิน มหาวิทยาลัยเซี้ยงไฮ้กำลังทำการพัฒนานาโนเซรามิกส์ที่ทำจากไม้ที่เป็นของเหลือทิ้ง มหาวิทยาลัยป่าไม้แห่ฮาบิน ศึกษาวัสดุเคลือบไม้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น บริษัท Polyone Asia ซึ่งเป็นผู้จัดหาผลิตภัณฑ์ทางด้านพลาสติกรายใหญ่ให้แก่อุตสาหกรรม ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติกที่เป็นวัสดุผสมระหว่างอนุภาคดินกับพลาสติกที่ชื่อว่า Maxxam LST ที่มีน้ำหนักเบา เหนียว และทนทานต่อแรงอัด จากการตรวจสอบเอกสารอ้างอิงของผู้เขียน ทำให้พบว่าในเวลานี้ ประเทศจีนมีงานวิจัยทางด้านวัสดุผสมระหว่างไม้กับพลาสติกนำหน้าประเทศอื่นๆ ทั้งหมด เป็นไปได้ไหมว่าประเทศจีนกำลังคิดจะปฏิวัติอุตสาหกรรมพลาสติก ด้วยการเปลี่ยนจากต้นน้ำที่เป็นอุตสาหกรรมปิโตรเคมี มาเป็นอุตสาหกรรมป่าไม้ ถ้าเป็นเช่นนั้น ประเทศไทยคงจะลำบากแน่ๆในอนาคต เนื่องจากเรามีอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ถือว่าเข้มแข็ง แต่อ่อนแอมากๆ ทางด้านวิศวกรรมไม้ ลองนึกดูว่า ผลิตภัณฑ์ไม้ในปัจจุบันที่สร้างจากไม้เป็นแท่งๆ นั้นต่อไปสามารถผลิตได้ง่ายๆ ด้วยการฉีดเข้าไปในแม่แบบเช่นเดียวกับพลาสติก เพื่อนของผู้เขียนท่านหนึ่งคือ ผศ.ดร. เติมศักดิ์ ศรีคิรินทร์ แห่งคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ก็กำลังทำการพัฒนาเทคโนโลยีตัวนี้อยู่

• บรรจุภัณฑ์ ในระยะ 2-3 ปีมานี้ ได้เกิดปรากฏการณ์ใหม่ในวงการบรรจุภัณฑ์ เพราะเกิดความต้องการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เรียกว่า “บรรจุภัณฑ์ฉลาด” (Smart Packaging) อย่างกว้างขวาง โดยผลิตภัณฑ์ฉลาดนอกจากจะมีห่อหุ้ม ยังมีฟังก์ชันหน้าที่เพิ่มเติม เช่น เซ็นเซอร์ตรวจสอบความสด จอแสดงผล หน่วยความจำ และการประมวลผลที่ติดไปกับผลิตภัณฑ์ได้ กรรมวิธีในการเคลือบระดับนาโนก็สามารถนำมาใช้พัฒนาบรรจุภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติพิเศษเพิ่มขึ้น เช่น การเคลือบนาโนเคลย์บนผิวใยกระดาษเพื่อให้มีความสามารถในการกันอากาศและความชื้นเข้า-ออกจากหีบห่อ หรือทำให้หีบห่อมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น การเคลือบด้วยนาโนไททาเนียเพื่อให้หีบห่อมีความทนทานต่อการสึกกร่อนจากแสง UV

(ภาพบน - วัสดุผสมพลาสติกกับไม้ ความฉลาดทางวิศวกรรมที่สามารถนำไม้มาขึ้นรูปด้วยวิธีการเดียวกับการขึ้นรูปพลาสติก)

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 2

• ไม้ต้านทานปลวก/เชื้อรา อนุภาคนาโนอาจใช้ในการป้องกันเชื้อราหรือปลวกกัดกินไม้ บริษัท Nanophase
Technologies พัฒนาเทคนิคในการอัดอนุภาคนาโนของซิงค์ออกไซด์ และโลหะต่างๆ เข้าไปในเนื้อไม้ ซึ่งนอกจากจะฆ่าเชื้อโรคแล้ว ยังป้องกันแสง UV ด้วย มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้จดสิทธิบัตรในการบรรจุยาฆ่าปลวกและเชื้อราเข้าไปในแค็บซูลจิ๋ว ที่ทำจากพอลิเมอร์โดยสามารถควบคุมการปลดปล่อยได้ รวมไปถึงกระบวนการอัดอนุภาคนาโนเหล่านั้นเข้าไปในเนื้อไม้

• ไม้ต้านทาน UV/การผุกร่อน นาโนเทคโนโลยีสามารถนำมาช่วยเคลือบผิวหรือทรีทเนื้อไม้ให้มีคุณสมบัติต้านทานแสง UV รวมไปถึงความชื้น อันเป็นสาเหตุแห่งการผุกร่อนของไม้ บริษัท BASF ของเยอรมันพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วย อนุภาคนาโนที่สามารถพ่นแบบสเปรย์ลงไปบนพื้นผิวไม้ โดยมันจะเคลือบผิวและสร้างสภาพไม่ชอบน้ำขึ้นมา มหาวิทยาลัยวิสคอนซิลพัฒนาเทคนิคในการเคลือบผิวไม้ด้วยอนุภาคนาโนและวัสดุอินทรีย์ที่สามารถดูดซับพลังงานจากแสง UV บริษัทในเยอรมันพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบ เพื่อใช้เคลือบผิวไม้ที่มีสีอ่อน ให้ดูสดสวย และไม่ด่างดำ

• ไม้ทนไฟ น่าจะช่วยกระตุ้นตลาดในการใช้ไม้ให้โตขึ้นไปอีก เนื่องจากสมบัติที่ติดไฟง่ายทำให้มันมีขีดจำกัดใน การใช้งานหลายๆ ด้าน ปัจจุบันการทำให้ไม้ทนไฟมักทำโดยการอัดหรือเคลือบสารเคมีต้านทานการติดไฟเข้าไป ซึ่งจะไป ช่วยลดการเกิดปฏิกริยาเคมีในเนื้อไม้เมื่อเกิดความร้อนสูง แต่นักวิจัยกำลังศึกษาการใส่ส่วนผสมของอนุภาคนาโนเคลย์ลงไป เพื่อต้านทานการติดไฟ โดยอาจทำได้โดยการเคลือบผิวหรือการอัดเข้าไปในรูพรุนจิ๋วซึ่งมักจะมีอยู่ในเนื้อไม้

(ภาพบน - นาโนเทคโนโลยีช่วยทำให้ไม้ สามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุตกแต่ง Outdoor ได้อย่างสดใส ทนนาน)

ไม้จะกลับมาเป็นวัสดุแห่งอนาคต - ตอนที่ 1

ในปี พ.ศ. 2548 หรือประมาณ 3 ปีมาแล้ว ได้เกิดปรากฏการณ์ที่น่าสนใจในวงการอุตสาหกรรมป่าไม้ของโลก นั่นคือ ประเทศมหาอำนาจทางเศรษฐกิจ 3 กลุ่ม ได้แก่ ประเทศสหรัฐอเมริกา ประเทศแคนาดา และ กลุ่มสหภาพยุโรป ต่างก็ริเริ่มจัดทำแผนกลยุทธ์นาโนเทคโนโลยีด้านป่าไม้ขึ้นมาอย่างพร้อมเพรียงกันโดยมิได้นัดหมาย ประเทศทั้งสามกลุ่มนี้ล้วนแล้วแต่มีผลผลิตจากอุตสาหกรรมป่าไม้ในอันดับต้นๆของโลก เฉพาะประเทศสหรัฐอเมริกามีผลิตภัณฑ์ที่ทำจากไม้ 225 ล้านตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าสูงถึง 240 พันล้านเหรียญสหรัฐ (เทียบเป็นเงินไทยประมาณ 9 ล้านล้านบาท) และทำให้เกิดการจ้างงานกว่า 1.1 ล้านคน ส่วนในสหภาพยุโรปอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับป่าไม้มีมูลค่ากว่า 150 พันล้านยูโร มีการจ้างงานจำนวน 1.6 ล้านตำแหน่ง ปรากฏการณ์ตื่นตัวในการนำเอาเทคโนโลยีสมัยใหม่อย่างนาโนเทคโนโลยีมาช่วยพัฒนาวัสดุที่แสนจะเก่าแก่อย่างไม้ ไม่น่าจะเป็นเรื่องบังเอิญแต่อย่างใด หากพิจารณาอย่างลึกซึ้ง ก็จะพบว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องของปรากฏการณ์โลกร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก ซึ่งตอนนี้ได้กลายมาเป็นกระแสอนุรักษ์ที่บูมขึ้นทั่วโลกหลังจากที่อดีตรองประธานาธิบดีสหรัฐได้รับรางวัลออสการ์จากการผลิตภาพยนตร์สารคดีเรื่อง “An Inconvenient Truth” อันมีเนื้อหาที่เปิดเผยหลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าโลกของเรากำลังเข้าสู่ยุคแห่งวิกฤตทางด้านภูมิอากาศ



จะว่าไปแล้ว ….ไม้ ….. เป็นวัสดุที่ใช้แล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (Renewable) โดยการนำกลับมาใช้ใหม่นั้น อาจไม่จำเป็นต้องใช้วิธีรีไซเคิลก็ได้ เพราะถึงแม้มันจะถูกเผาทำลาย หรือย่อยสลายไปแล้ว ก็สามารถนำกลับมาใช้ได้อีกโดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักรคาร์บอน (Carbon Cycle) นั่นคือการปลูกป่าเพื่อดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศกลับมาให้เป็นไม้อีก ไม้จึงเป็นวัสดุที่ช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ เมื่อเทียบกับปูนซีเมนต์ ที่ปัจจุบันเป็นตัวการในการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศในปริมาณสูงถึง 5-10 เปอร์เซ็นต์ของการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากกิจกรรมทุกอย่างของมนุษย์ ทำให้ปัจจุบันอุตสาหกรรมผลิตซีเมนต์พยายามคิดค้นซีเมนต์แบบใหม่ โดยเฉพาะนาโนซีเมนต์ซึ่งจะช่วยลดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศ สำหรับวัสดุอย่างไม้นั้น นาโนเทคโนโลยีสามารถนำมาใช้ปรับรูปโฉม เพื่อให้มันมีคุณสมบัติที่ดีขึ้น สามารถใช้งานได้กว้างขวางขึ้น เพื่อที่จะได้เข้าไปแทนที่วัสดุอย่างอื่น ไม่ว่าจะเป็น โลหะ พลาสติก เซรามิกส์ ซึ่งใช้พลังงานค่อนข้างมากในการผลิต (การใช้พลังงานมากในการผลิต ย่อมหมายถึงการต้องเผาถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ หรือน้ำมัน เพื่อนำมาผลิตกระแสไฟฟ้านั่นเอง) การพัฒนาผลิตภัณฑ์จากไม้ให้มีความพิเศษ ด้วยนาโนเทคโนโลยี นอกจากจะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์หลากหลายไปใช้งานและช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกแล้ว ยังอาจช่วยให้เกิดความยั่งยืนด้านพลังงานอีกด้วย เพราะพืชเป็นเทคโนโลยีที่เก่าแก่และทรงประสิทธิภาพที่สุดในการดึงพลังงานจากแสงอาฑิตย์มาใช้งาน นาโนเทคโนโลยีอาจจะช่วยในการหาหนทางใหม่ๆ ในการนำเซล์ของพืชมาใช้เก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงอาฑิตย์



ประเทศไทยเคยมีไม้อุดมสมบูรณ์ และส่งออกไม้สักอันดับต้นๆ ของโลก ปัจจุบันเราแทบไม่มีอุตสาหกรรมไม้เหลืออยู่เลย น่าเสียดายครับ ..... เพราะไม้กำลังจะกลายเป็นวัสดแห่งอนาคต .... ผมจะมาเล่าต่อครับว่าทำไม ........

(ภาพบน - ไม้ ... เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างซับซ้อนไปจนถึงระดับนาโน (ภาพจาก Robert J. Moon, USDA Forest Products Laboratory))

Intelligent Greenhouse - ระบบโรงเรือนอัจฉริยะ (ตอนที่ 1)

เมื่อช่วงต้นปี 2551 ระหว่างวันที่ 10-11 มกราคม ผมได้มีโอกาสเข้าร่วมการประชุมระดมสมอง เพื่อจัดทำแผนที่เทคโนโลยีเกษตรอิเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) เพื่อ กล้วยไม้ ลำไย และปลาบึก ที่มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเขาก็พาไปดูระบบโรงเรือน 2 ที่ ที่แรกก็คือ โครงการวิจัยและพัฒนาการผลิตกล้วยไม้เชิงอุตสาหกรรม ในพระดำริสมเด็จพระเจ้าลูกเธอเจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ โรงเรือนที่เขาใช้เพาะเลี้ยงกล้วยไม้มี 2 แบบ คือ โรงเรือนแบบปิด กับ โรงเรือนแบบเปิด โรงเรือนที่นั่นเป็นแบบปิด สามารถควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น ป้องกันแมลงเข้าไปในโรงเรือน โดยโรงเรือนเป็นโครงเหล็ก ใช้วัสดุพลาสติกครอบทั้งด้านข้าง และ หลังคา พลาสติกที่ใช้ครอบโรงเรือนเป็นพลาสติกที่ออกแบบมาให้มีความแข็งแรง มีความใสที่สามารถผ่าน สเปคตรัมของแสงที่พืชต้องการให้เข้าไปในโรงเรือน และกันช่วงความยาวคลื่นที่ไม่ต้องการออกไป พลาสติกที่ว่านี้จะต้องทนรังสี UV ด้วยนะครับ มิฉะนั้นมันจะกรอบอันเนื่องมาจาก โมเลกุลพอลิเมอร์เกิด Free Radicals เข้าทำปฏิกริยากันเป็น Crosslinked Chains ทำให้เสียสมบัติความยืดหยุ่นในที่สุด เท่าที่ผมดู โรงเรือนในศูนย์ก็ใช้กันมาประมาณ 4-5 ปีแล้ว พลาสติกที่ว่าก็เริ่มกรอบเสียหายแล้ว โรงเรือนที่ว่านี้ บริษัทในประเทศอิสราเอลเป็นคนประกอบและสร้างให้ อีกปัญหาที่พบคือ ตัวคอนโทรลที่เป็นอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับควบคุมการเปิดปิดน้ำเย็น (เพื่อควบคุมให้กล้วยไม้ได้รับอุณหภูมิสม่ำเสมอ) เปิดพัดลมระบายอากาศ ได้เสียหายไม่สามารถทำงานได้ แต่ก็ยังสามารถทำงานด้วยระบบมืออยู่ครับ ทางวิศวกรผู้ควบคุมโรงเรือนได้ให้ความช่วยเหลือในการพาเข้าชม และตอบข้อสงสัยทุกอย่าง ท่านอยากให้มีเทคโนโลยีของคนไทยเพื่อนำมาใช้ทดแทนโรงเรือนของนอก หรืออย่างน้อยสร้างอะหลั่ยที่ใช้ทดแทนของที่เสียหาย เช่น พลาสติก เนี่ยผมไม่แน่ใจว่าเป็น Polycarbonate ผสมอนุภาคนาโนบางชนิดเพื่อทำให้เกิดความแข็งแรง และทนต่อ UV วัสดุที่ใช้เลี้ยงกล้วยไม้ก็น่าจะคิดทำในเมืองไทย เซ็นเซอร์ที่วัดอุณหภูมิ ความชื้น แสง และระบบควบคุมก็น่าจะทำได้ในเมืองไทย เช่นกัน

วันหลังจะมาเล่าต่อถึงอีกสถานที่ ที่ผมได้เป็นเยี่ยมชมนะครับ ........


(ภาพด้านบน - โรงเรือน หรือ Greenhouse มีความจำเป็นในประเทศที่มีอากาศหนาว เพื่อควบคุมให้สภาพในโรงเรือนมีความอบอุ่น เหมาะกับการปลูกพืช แต่ในประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศที่มีอากาศร้อนนั้น จะต้องมีการดัดแปลงเทคโนโลยี เช่น สำหรับกล้วยไม้ จะต้องมีระบบทำความเย็น โดยจะปล่อยน้ำเย็นออกมาผ่านครีบระบายความร้อน แล้วอาศัยลมที่เกิดจากพัดลม ดูดอากาศเย็นให้มาผ่านกล้วยไม้)