คอนกรีตซ่อมแซมตัวเองจากเทคโนโลยีชีวภาพ
ปัญหารอยแตกร้าวของสิ่งก่อสร้างหลังผ่านการใช้งานมานานเป็นเหตุการณ์ที่พบอยู่เสมอ แต่นั่นอาจกลายเป็นสิ่งผิดปกติในอนาคตก็เป็นได้ เมื่อนวัตกรรม “คอนกรีตซ่อมแซมตัวเอง” หรือ self-healing concrete กำลังถูกนำมาใช้ในธุรกิจก่อสร้าง และหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้มาจากสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอย่างแบคทีเรีย
ทุกๆ ปีคอนกรีตถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างประมาณ 1 หมื่นล้านตัน แม้จะเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมแต่คอนกรีตมักประสบปัญหาแตกร้าวตามกาลเวลา จนเป็นเหตุให้เสียค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงอยู่บ่อยๆ เช่น กรณีของประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีค่าใช้จ่ายประมาณ 8.3 พันล้านเหรียญต่อปีในการซ่อมรอยร้าวของสะพานต่างๆ ที่สร้างโดยคอนกรีต จึงเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาคอนกรีตซ่อมแซมตัวเอง เพื่อลดภาระค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา อีกทั้งยังเป็นการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อันเกิดจากกิจกรรมการก่อสร้าง
หัวใจสำคัญของการพัฒนาคอนกรีตซ่อมแซมตัวเอง คือการผสมสปอร์ของแบคทีเรียกลุ่มบาซิลลัสเข้าไปในเนื้อคอนกรีตควบคู่กับสารอย่างแคลเซียมแลคเตท (calcium lactate) โดยทั่วไปหากแบคทีเรียอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมอันอุดมสมบูรณ์ ก็จะมีการเพิ่มจำนวนประชากร แต่หากพบว่าสภาพแวดล้อมมีการเปลี่ยนแปลงจนไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีพ แบคทีเรียจะทำการสร้างเกราะป้องกันตัวเองหรือที่เรียกว่าสปอร์เพื่อจำศีล จนกระทั่งสภาพแวดล้อมเหมาะสมต่อการเจริญเติบโตอีกครั้ง จึงออกจากสปอร์แล้วทำการเพิ่มจำนวนประชากรเพื่ออยู่รอดต่อไป โดยแบคทีเรียสามารถจำศีลอยู่ในสปอร์นานข้ามศตวรรษ
เมื่อสปอร์ถูกผนึกลงไปในคอนกรีต แบคทีเรียจึงอยู่ในสภาวะหลับใหล แต่หากมีรอยแตกร้าวของคอนกรีตจะทำให้ความชื้นจากภายนอกสัมผัสกับสปอร์ เป็นตัวเร่งให้สปอร์แตกออกและแบคทีเรียกลับเข้าสู่ระยะการเจริญเติบโต แบคทีเรียจะทำการกินแคลเซียมแลคเตทเพื่อดำรงชีพพร้อมกับเปลี่ยนสารชนิดนี้เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (calcium carbonate) หรือหินปูน ซึ่งทำหน้าที่ผสานรอยแตกร้าวและเป็นอันเสร็จสิ้นกิจกรรมซ่อมแซมตัวเองของคอนกรีต
จากจุดเด่นของการซ่อมแซมตัวเอง จึงคาดการณ์ว่าผลิตภัณฑ์นี้มีโอกาสเข้ามาทดแทนคอนกรีตดั้งเดิมที่ใช้อยู่ ซึ่งสามารถขยายตัวได้ 37% ต่อปี และอาจมีมูลค่าสูงถึง 3.05 แสนล้านเหรียญในปี ค.ศ. 2027 จากการเพิ่มขึ้นของความต้องการวัสดุคงทนที่มาช่วยลดรายจ่ายในการซ่อมบำรุง ณ ปัจจุบัน บริษัทไบโอเทคสัญชาติดัตช์ Green Basilisk ถือเป็นผู้นำด้านคอนกรีตซ่อมแซมตัวเอง โดยในปี ค.ศ. 2020 มีรายได้ 2.05 แสนเหรียญ และจากมูลค่าตลาดอันมหาศาลจึงมีบริษัทต่างๆ ตบเท้าเข้ามาชิงส่วนแบ่ง โดยบริษัทที่มีการพัฒนาเทคโนโลยีในลักษณะเดียวกัน ได้แก่ Devan-Micropolis จากโปรตุเกส, CEMEX S.A.B. de C.V. จากเม็กซิโก, Acciona, S.A. จากสเปน, Akzo Nobel N.V. จากเนเธอร์แลนด์ส, Sika AG จากสวิตเซอร์แลนด์ และ Fescon จากฟินแลนด์
ล่าสุด เทคโนโลยีพัฒนาคอนกรีตซ่อมแซมตัวเองยกระดับไปอีกขั้นหนึ่ง โดย Worcester Polytechnic Institute ในสหรัฐอเมริกา ได้เผยแพร่ความสำเร็จในการนำเอนไซม์ที่พบในเม็ดเลือดแดงอย่าง carbonic anhydrase มาซ่อมแซมคอนกรีต เอนไซม์ชนิดนี้เมื่อรวมกับน้ำและแคลเซียมสามารถเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตและผสานรอยร้าวของคอนกรีตในชั่วข้ามคืน และก็ดูเหมือนว่าวัสดุซ่อมแซมตัวเองกำลังเป็นเทรนด์แห่งอนาคต ของการผลิตวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นยางมะตอยซ่อมแซมตนเองของสตาร์ทอัพสัญชาติสโลวเกียน Self Healing Materials, คอมโพสิทซ่อมแซมตนเอง โดย CompPair บริษัทจากสวิตเซอร์แลนด์, หรือจะเป็น ตัวแทนจากสหรัฐอเมริกา เช่น SAS Nanotechnology ที่พัฒนาไมโครแคปซูลที่สามารถปล่อยสารป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ, Tandem Repeat ซึ่งพัฒนาไฟเบอร์สำหรับสิ่งท้อซ่อมแซมตนเอง เป็นต้น
และนี่ก็คือการประกาศเจตนารมณ์อย่างชัดเจนของบริษัทเกิดใหม่ แสดงให้เห็นว่าจากนี้ไปโลกของเรากำลังขับเคลื่อนเข้าสู่หนทางที่ยั่งยืน
…………………………….
This Biotech Makes Self-Healing Concrete Using Bacteria
…………………………….
Bacterial Spore: structure, types, sporulation and germination
…………………………….
Helping Concrete Heal Itself
…………………………….
Research Says Self-healing Concrete Market Size Worth $305 Billion in 7 Years
…………………………….
Green Basilisk
…………………………….
Green-Basilisk B.V.
…………………………….
This Self-Healing Cement Automatically Fills Any Cracks That Form, To Save Energy and Money
…………………………….
5 Top Self-Healing Materials Startups Impacting The Industry
…………………………….
#BiotechAnalyst #FutureIsNow #TheFuturist #SelfHealingConcrete #SustainableWorld #SelfHealingMaterials
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
