วช. หนุนทีมวิจัย ม.เกษตรฯ คิดค้นนวัตกรรมเส้นใยจากเถ้าลอยที่มาจากโรงไฟฟ้าถ่านหินเพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ทดแทนเส้นใยจากแร่หินและตอบโจทย์ BCG Economy Model

เมื่อช่วงปลายเดือน พ.ย. 2565 เพจสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ รายงานว่าสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ให้การสนับสนุนทีมวิจัย นำโดย มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในการผลิตคิดค้นนวัตกรรมเส้นใยที่ผลิตจากเถ้าลอยที่ได้จากโรงไฟฟ้าถ่านหิน เพื่อนำมาใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในวัสดุก่อสร้างประเภทผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ หวังเพื่อเป็นทางเลือกสำหรับใช้ทดแทนแร่ใยหินซึ่งปัจจุบันถูกจัดอยู่ในกลุ่มสารที่ก่อให้เกิดโรคมะเร็งในมนุษย์หากมีการสูดดมเข้าไปสะสมในร่างกาย โดยผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ที่เสริมแรงโดยใช้เส้นใยที่ผลิตจากเถ้าลอยมีคุณสมบัติต่าง ๆ เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ปัจจุบันผลงานนวัตกรรมเส้นใยนี้อยู่ในระหว่างการขอรับอนุสิทธิบัตร และหากผลงานนี้ได้รับการยอมรับและสนับสนุนจากทุกภาคส่วนก็สามารถขยายผลต่อยอดผลิตภัณฑ์ไปสู่เชิงพาณิชย์ในอนาคตได้ สามารถเสริมสร้างคุณภาพชีวิตและสิ่งแวดล้อมให้กับสังคม อีกทั้งยังตอบสนองต่อ BCG Economy Model ของทางรัฐบาลอีกด้วย

ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ กล่าวว่า วช . เป็นกลไกสำคัญของรัฐในการขับเคลื่อนและให้การสนับสนุนงานวิจัย สิ่งประดิษฐ์คิดค้นหรือนวัตกรรมต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อประชาชน และสามารถถ่ายทอดเป็นองค์ความรู้สู่ชุมชน รวมถึงการส่งเสริมพัฒนาคุณภาพชีวิตและสิ่งแวดล้อม จากปัญหามลพิษจากการเผาไหม้หรือจากกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทำให้หลายหน่วยงานได้ตระหนักถึงอันตรายของสารเคมีเหล่านี้ที่เข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ยกตัวอย่างภาคธุรกิจก่อสร้างที่ในอดีตมีการผลิตเส้นใยที่ทำหน้าที่เสริมแรงทำจากแร่ใยหิน อย่างไรก็ตามในปัจจุบันแร่ใยหินถูกจัดอยู่ในกลุ่มของสารที่ก่อให้เกิดโรคมะเร็งในมนุษย์โดยองค์การวิจัยโรคมะเร็งนานาชาติ (International Agency for Research on Cancer (IARC)) และห้ามใช้ในหลาย ๆ ประเทศ แต่สำหรับประเทศไทยนั้นยังไม่มีการห้ามใช้แร่ใยหิน จุดนี้เองทำให้ทีมนักวิจัยด้านวิศวกรรมวัสดุและวัสดุศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วยคณาจารย์จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ และจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และนักวิจัยจากภาคอุตสาหกรรมทั้งอุตสาหกรรมก่อสร้างและอุตสาหกรรมแก้วกระจก ได้ร่วมกันพัฒนาวัสดุประเภทเส้นใยเพื่อเป็นทางเลือกในการนำมาใช้ทดแทนแร่ใยหิน เช่น การนำไปใช้ในวัสดุก่อสร้าง โดยทางทีมวิจัยเลือกใช้เถ้าลอยจากโรงไฟฟ้าถ่านหินมาเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเป็นเส้นใย ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้นั้นนอกจากจะตอบโจทย์การพัฒนาวัสดุทดแทนแร่ใยหินแล้ว ยังเป็นการนำวัสดุพลอยได้ (By-product) จากโรงไฟฟ้าถ่านหินมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตอบโจทย์ BCG Economy Model ทั้งในด้านเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular economy) และเศรษฐกิจสีเขียว (Green economy) อีกด้วย

รองศาสตราจารย์ ดร.ปริญญา ฉกาจนโรดม อาจารย์ประจำจากภาควิชาวิศวกรรมวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่าเดิมทีเถ้าลอยจากโรงไฟฟ้าถ่านหินมีการนำมาใช้เป็นส่วนผสมทดแทนปูนซีเมนต์ในคอนกรีตที่ใช้ในการก่อสร้างอยู่แล้ว โดยเถ้าลอยเหล่านั้นจะต้องมีคุณสมบัติต่าง ๆ เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเนื่องจากคุณภาพของเถ้าลอยขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น คุณภาพถ่านหินที่ใช้ในการเผา ทำให้ในปัจจุบันพบว่ามีเถ้าลอยจำนวนมากที่มีคุณสมบัติไม่เป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการนำมาใช้เป็นส่วนผสมในคอนกรีตได้

ดังนั้น หากเถ้าลอยเหล่านี้ไม่ได้รับการจัดการที่เหมาะสมก็จะก่อปัญหามลพิษได้ เพื่อให้มีการจัดการเถ้าลอยดังกล่าวอย่างเหมาะสม ทางทีมวิจัยได้พิจารณาองค์ประกอบเคมีของเถ้าลอยเหล่านั้น พบว่ามีองค์ประกอบเคมีคล้ายแก้วและสามารถนำมาเป็นวัตถุดิบหลักเพื่อพัฒนาเป็นเส้นใยที่มีความต้านทานสภาวะความเป็นด่างได้ดี เป็นวัสดุทางเลือกสำหรับทดแทนแร่ใยหินได้ และเมื่อทางทีมวิจัยได้ทดลองนำเส้นใยที่พัฒนาขึ้นไปใช้เป็นวัสดุเสริมแรงในผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ประเภทไม้พื้นและหลังคา พบว่า ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสมบัติเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม โดยผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ (Fiber cement) เป็นวัสดุก่อสร้างที่มีองค์ประกอบหลัก ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland cement) มีเส้นใยที่ทำหน้าที่เสริมความแข็งแรง โดยปกติผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์สามารถใช้งานได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร เช่น หลังคา ผนัง พื้น เป็นต้น และยังสามารถใช้ทดแทนไม้จากธรรมชาติในการก่อสร้างได้ เนื่องจากคุณสมบัติทั่วไปของผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ซีเมนต์ คือ ทนแดด ทนฝน ทนแรงกระแทก ปลอดภัยจากปลวกและเชื้อรา ทนไฟ ไม่ติดไฟ ไม่ลามไฟ ทนสภาวะที่ต้องเผชิญกับความชื้นและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้