ในประวตศาสตรทผานมา วสดและความกาวหนาดานเทคโนโลยวสดสงผลตอมนษยชาตมาโดยตลอด วนนเราอาจจะกำลงกาวเขาสการเปลยนแปลงครงใหมของเทคโนโลยดานน ซงจะชวยใหเราสามารถสรางผลตภณฑและการทำงานในรปแบบใหมทเราไมเคยนกฝนมากอนวาจะเปนไปได
ความตองการทางอตสาหกรรมสงผลใหจำเปนตองใชวสดทเบาลง แขงแรงขน บางลง หนาแนนขน และยดหยนหรอแขงแกรงมากขน รวมทงยงตองสามารถทนตอความรอนและการสกหรอ ในขณะเดยวกน นกวจยจากทวโลกตางกกำลงพยายามกาวขามขดจำกดของความเปนไปไดเพอทจะพฒนาและปรบปรงวสดทมอยในปจจบน พรอมๆ ไปกบการคดคนวสดชนดใหมทไมเคยมมากอน ซงจะพาเรากาวไปบนเสนทางใหมแหงเทคโนโลย ถงแมวาอาจจะตองใชเวลาอกนานนบปกตามกอนทวสดเหลานจะถกนำมาใชจรงในชวตประจำวน
ทกสงเปนไปได
จากผลงานวจยในปจจบน ความรในสาขาวสดศาสตรกำลงเดนหนาไปในทศทางใหม ไมตางจากนยายวทยาศาสตรทเราเคยไดอานกน ทรพยากรทเหลอนอยลงเรอยๆ สงผลใหเกดนวตกรรมใหมและการคดนอกกรอบ ในสวนของนวตกรรมวสด วสดคอมโพสต ซงมคณสมบตทโดดเดน เชน นำหนกเบา ความแขงแรงสง และความทนทานสง ดเหมอนวาจะเปนวสดทมสวนแบงตลาดเพมขน และในอนาคตวสดคอมโพสตจำนวนมากขนเรอยๆ นาจะมการผลตโดยใชทรพยากรทนำกลบมาใชใหมไดเมอความตองการในดานนเพมสงขน วสดทเปนตวแทนทดทสดในกลมน ไดแก กราฟน
กราฟนเปนวสดทมความหนาเพยงหนงอะตอมเทานน (บางกวาเสนผมมนษยถง 1 ลานเทา) แตมความแขงแรงสงกวาเหลกกลาทมนำหนกเทากนถง 200 เทา นอกจากนยงมความยดหยนสง นำหนกเบามาก และเกอบจะโปรงใส รวมทงยงนำความรอนและไฟฟาไดเปนอยางด เรยกไดวากราฟนเปนวสดทหลดออกมาจากนยายวทยาศาสตรเลยทเดยว
ทจรงแลวเมอเรวๆ น ทมนกวจยจากมหาวทยาลยหนานไค ในนครเทยนจน ประเทศจน คนพบวาฟองนำกราฟนสามารถเปลยนแสงใหกลายเปนพลงงานได ซงทำใหเราเขาใกลความฝนทจะมยานอวกาศไรเชอเพลงทใชแสงอาทตยเปนพลงงานทดแทนไปอกขนหนง
เปลยนโฉมโลกดวยกราฟน
การคนพบกราฟนเกอบจะเรยกไดวาเปนเรองบงเอญ เมอศาสตราจารยองเดร ไกม (Andre Geim) และศาสตราจารยคอสทยา โนโวเซลอฟ (Kostya Novoselov) จากมหาวทยาลยแมนเชสเตอรในประเทศประเทศองกฤษทำการทดลองกบดนสอและเทปกาวในป 2004 ไกมและโนโวเซลอฟไดรบรางวลโนเบลสาขาฟสกสจากผลงานวจยเกยวกบกราฟนในป 2010 และสหภาพยโรปไดสนบสนนเงนจำนวน 1 พนลานยโรใหกบโครงการ Graphene Flagship ซงเปนโครงการวจยทมเปาหมายเพอเรงการพฒนาใหสามารถนำกราฟนมาใชในเชงพาณชยไดเรวขน กราฟนสามารถนำมาใชไดในรปแบบตางๆ ไมวาจะเปนการกรองนำและการกกเกบพลงงานไปจนถงสนคาอปโภคทวไป คอมพวเตอร และอปกรณชดอเลกทรอนกสอนๆ ในขณะเดยวกน ถงแมวาสทธบตรทเกยวของกบกราฟนจะมจำนวนเพมขนนบพนรายการ แตการนำกราฟนมาใชกบอตสาหกรรมในวงกวางนนยงคงถกจำกดโดยตนทนการผลตกราฟน อยางไรกตาม ปญหานอาจจะกำลงมคำตอบแลวเชนกน ทมนกวจยจากมหาวทยาลยกลาสโกวไดคนพบวธทจะสามารถผลตกราฟนแผนใหญไดโดยใชตนทนการผลตถกกวาวธการในปจจบนถง 100 เทา
ผวหนงเทยม ซงชวยใหผทใสอวยวะเทยมสามารถรบรถงความรสกสมผส คอหนงในประโยชนจากการใชกราฟนทจะกลายเปนจรงขนมาไดจากการพฒนาดงกลาว “กราฟนสามารถทำหนาทเปนผวดานนอกทยดหยนเปนพเศษและนำไฟฟาได ซงจะชวยใหผทสวมอวยวะเทยมสามารถรบรถงความรสกสมผส ซงแมแตอวยวะเทยมทใชเทคโนโลยขนสงสดในปจจบนกยงทำไมได” ดร. ราวนเดอร ดาฮยา (Ravinder Dahiya) หวหนาทมวจยของมหาวทยาลยกลาสโกว กลาว
อวสานโลหะ
โลหะเปนวสดทใชกนมากทสดในวงการอตสาหกรรม อกทงยงเปนวสดทเปนสญลกษณแหงยคหนงในประวตศาสตรของมนษยอกดวย การใชโลหะมาอยางยาวนานไดกอใหเกดความรและความเชยวชาญมากมาย แตนกวทยาศาสตรและนกวจยในปจจบนกยงคงพยายามพฒนาขอบเขตของความรเกยวกบวสดชนดน และวสดนาโนนนมสวนอยางมากตอการวจยดงกลาว โดยชวยปรบปรงคณสมบตของโลหะและสรางรปแบบการใชงานใหม การพฒนาวสดนาโนคอมโพสตในเมทรกซโลหะ ซงเปนวสดคอมโพสตทประกอบดวยคารบอนนาโนทวบหรออนภาคนาโนบางสวน อาจนำเรากาวเขาสประวตศาสตรหนาใหมในการลดนำหนกของชนสวนทใชในอตสาหกรรมอากาศยาน พรอมทงเพมความแขงแรงและความแขงของวสดใหสงขน
ถงจะเสยกซอมตวเองได
การวจยวสดนาโนคอมโพสตกำลงเปดประตสความเปนไปไดใหมในการสรางวสดทสามารถซอมแซมตวเองไดในลกษณะเดยวกบทรางกายของมนษยสามารถรกษาตวเองได ทมนกวจยจากกลมงานระบบวสดซอมแซมตวเองของสถาบนเบคแมน มหาวทยาลยอลลนอยส ประเทศสหรฐอเมรกา กำลงศกษาเกยวกบวสดคอมโพสตไฟเบอรทมคณสมบตในการซอมแซมตวเอง โดยใชวธการปลอยสารซอมแซมเขาไปผสมและสรางโพลเมอรขนเมอตรวจพบความเสยหาย
“วสดซอมแซมตวเองกำลงจะกลายเปนความจรง” มารค มโอดาวนก (Mark Miodownik) นกวสดศาสตร กลาว ในปจจบน สงทสามารถทำไดแลวในทางเทคนคยงคงมตนทนสงเกนกวาจะนำมาใชงานจรง แตความสามารถในการซอมแซมตวเองไดในทนทกำลงจะกลายเปนความจรงในอกไมนาน ไมวาจะเปนการนำวสดดงกลาวมาใชกบปกเครองบน ตวถงมอเตอรไซค ไปจนถงชนสวนของรถยนต ซงลวนแลวแตสงผลตอความปลอดภยของตวยานพาหนะและผโดยสาร วสดชนดนยงจะสงผลอยางมนยสำคญตอการพฒนา อายการใชงาน และความยงยนของผลตภณฑ นอกจากนนแลว ทมนกวจยกำลงพฒนาวสดทจะชวยใหถนนสามารถซอมแซมตวเองไดแทนทจะตองรอใหเจาหนาทซอมบำรงทาง ซงตองทำงานหนกและมจำนวนไมพออยแลว เขามาทำการซอมแซม
เอาชนะธรรมชาต
เปนเวลานบพนปมาแลวทความรดานวสดศาสตรมการพฒนาเดนหนาเนองจากการคนพบวสดชนดใหมทมอยแลวในธรรมชาตโดยบงเอญ ในปจจบนนกวจยกำลงมองหาวสดทางเลอกใหมทไมไดเกดขนเองในธรรมชาต โดยใชการผสมผสานวสดดงเดมหรอบางสวนของวสดดงเดมและมงเนนไปทโครงสรางหรอรปแบบภายในของวสด เพอสรางคณสมบตใหมทไมมในธรรมชาต หรออยางนอยเปนคณสมบตทยงไมเคยมการคนพบมากอน
หนงในการพฒนาดงกลาวคอการทำสนเรยงกนบนผววสดในลกษณะเดยวกบผวหนงของฉลาม รปทรงขนาดเลกทเรยกวา ชารคเลต (Sharklet) นชวยปองกนไมใหเกดการสะสมและสงตอแบคทเรย วสดชนดนกำลงไดรบการพฒนาขนสำหรบการใชงานภายในโรงพยาบาลและสถานดแลสขภาพ
การพฒนาวสดในอกดานหนงเกยวของกบการลองหน นกฟสกสในหลายประเทศกำลงพฒนาอภวสด (Metamaterial) ทสามารถทำใหวตถลองหนไดโดยการซอนวตถเอาไวภายในวสดทสามารถหกเหคลนแมเหลกไฟฟา (เชน แสง) รอบตววตถ ทำใหเกดเปนภาพลวงตาวาวตถดงกลาวไมไดอยตรงนนจรงๆ
ความยงยนถอเปนอกหนงปจจยขบเคลอนหลก
ความรดานวสดศาสตรและการพฒนาวสดชนดใหม รวมถงการปรบปรงวสดทมอยในปจจบน มบทบาทสำคญอยางยงในการแกปญหาทรพยากรรอยหรอและความยงยน วสดชนดใหม เชน วสดกอสรางทสามารถดดซบแสงได สามารถทจะชวยลดปญหาภาวะโลกรอนได
ทงหมดนทำใหดเหมอนวาเรากำลงกาวเขาสยคใหม ซงไมใชแคหมายถงยคของขอมลดจตอลและอนเทอรเนตในทกสรรพสงเทานน แตทสำคญยงเปนยคแหงวสดใหม – วสดทจะชวยใหอนาคตของเรามความสะดวกมากยงขน ปลอดภยมากขน และยงยนมากขน เรากำลงกาวเขาสยคททกสงนนเปนไปได
