???ช่วงเดือนมีนาที่ผ่านมา ทุกท่านคงได้รู้จักกับกลุ่มวิจัย SPICE ซึ่งนำทีมวิจัยโดย ดร.เยี่ยมพล นัครามนตรี อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ ที่มาเล่างานวิจัยเกี่ยวกับสารเติมแต่ง DES (Deep Eutectic Solvent) สำหรับเปลี่ยนสมบัติยางพาราให้นำไฟฟ้าได้ วันนี้อะตอมได้มีโอกาสบุกถึงห้องทำงานของอาจารย์เพื่อสัมภาษณ์ผลงานชิ้นต่อมาเกี่ยวกับการพัฒนายางพาราไทย ???
.
หลายคนคงทราบกันดีอยู่แล้วว่า ยางพาราที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เช่น การผลิตยางล้อ ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ หรือรถจักรยานยนต์ ?????
.
ปัญหาที่ต้องพบเจอนั่นก็คือ การฉีกขาดของแก้มยาง ยางใน หรือการชำรุดเสียหายของ “โครงยางใน” เนื่องจากการถูกของมีคมหรือตะปูเสียบเข้าไปที่ล้อยาง ทำให้เสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุบนท้องถนน นอกจากนั้นการฉีกขาดหรือการชำรุดของดอกยางที่เกิดจากการเสียดสีบนท้องถนนยังสร้างมลพิษทางอากาศโดยการปลดปล่อย Rubber Nanoparticles หรือ Micro-Rubber ซึ่งมันจะเกิดการสะสมในอากาศและส่งผลเสียต่อสุขภาพในระยะยาวได้ ???
.
ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงแก้ปัญหาดังกล่าวโดยการพัฒนายางพาราให้มีคุณสมบัติคืนสภาพตัวเองได้ (Self-Healing) แต่ยังคงคุณสมบัติความยืดหยุ่นและความแข็งแรงของยางพาราไว้ได้ โอโหววว!!! ต้องบอกเลยว่า ไม่ง่ายเลยนะครับ อะตอมจะค่อยๆ ขยายความให้ฟังนะครับ ???
.
จุดเด่นของยางพารา คือ ความยืดหยุ่นและความแข็งแรงคงทน ก่อนหน้านี้ทีมวิจัย SPICE ได้ดัดแปลงส่วนผสมของน้ำยางเพื่อให้ยางสามารถนำไฟฟ้าได้และคงสมบัติความยืดหยุ่นและความแข็งแรงได้เป็นอย่างดี ดังนั้นการจะเพิ่มความสามารถ Self-Healing เข้าไปในเนื้อยางพาราก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน ????⚗️
.
?? อาจารย์เล่าให้ฟังว่า โดยปกติยางธรรมชาติ (Natural Rubber หรือ NR) จะมีสมบัติ Self-Healing แต่เมื่อนำมาผ่านกระบวนการแปรรูปหรือดัดแปลงโมเลกุลที่เรียกว่า กระบวนการ Crosslink (Vulcanization) มันจะทำให้โมเลกุลของยางสูญเสียความสามารถ Self-Healing ไป ดังนั้นวิธีแก้ไข คือ ต้องเติมสารที่มีประจุบวกและลบเพิ่มเข้าไปเพื่อให้สายโซ่โมเลกุลของยางที่ถูกตัดขาดสามารถคืนสภาพกลับมาได้โดยอาศัยแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างประจุที่อยู่ภายในเนื้อยาง ??⚗️
.
แต่!!!!! ต้องบอกเลยว่ายุ่งยากและไม่คุ้มค่าเลยสำหรับอุตสาหกรรมผลิตยางแปรรูป แล้วทีนี่จะทำอย่างไร ? กลุ่มวิจัย SPICE นำทีมโดยอาจารย์เยี่ยมพล มีทางออกให้กับเรื่องนี้!!! ???
.
วิธีการ คือ ทีมวิจัยได้นำยางสังเคราะห์ที่รู้จักกันดีในชื่อทางการค้าว่า Bromobutyl Rubber หรือ ยาง BIIR ยางชนิดนี้เมื่อนำมาผสมกับสารที่มีชื่อว่า Imidazole จะทำให้ยางสังเคราะห์มีสมบัติ Self-Healing ที่ดี แต่ยังมีจุดอ่อนตรงที่มีสมบัติเชิงกลในเรื่องของความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ไม่ดี ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงมีแนวคิดที่จะนำจุดแข็งของยาง BIIR และยาง NR มาพัฒนาร่วมกันเพื่อสร้างสูตรยางตัวใหม่ที่มีคุณสมบัติ Self-Healing แต่ไม่สูญเสียความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของยางไป ???
.
ความยากของงานนี้ คือ การผสมของยางสองชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกันอย่างมาก ในกระบวนการเตรียมยางผสมจะเกิดการแยกเฟสและทำให้ยางทั้งสองชนิดไม่สามารถรวมเข้าเป็นเนื้อเดียวกันได้???
.
ดังนั้นทีมวิจัยจึงทำการปรับปรุงยางทั้งสองให้มีน้ำหนักโมเลกุลที่สมดุลกันก่อนทำการผสมและทำการแปรรูป จนในที่สุดทีมวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการผลิตสูตรยางดังกล่าวเพื่อการแปรรูปยางให้มีคุณสมบัติ Self-Healing ในขณะเดียวกันยังคงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นไว้ได้เป็นอย่างดีโดยที่ไม่จำเป็นต้องเติมประจุทางไฟฟ้าเข้าไปในน้ำยาง เพื่อลดความยุ่งยากและง่ายต่อการผลิตยางในระดับอุตสาหกรรมได้ในอนาคต ???
.
และนี่คืออีกหนึ่งความภาคภูมิใจในผลงานวิจัยของบุคลากร คณะวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาอุตสาหกรรมยางพาราที่จะช่วยเพิ่มขีดความสามารถและมูลค่าของยางพาราไทย ผลงานชิ้นนี้เกิดจากความร่วมมือหลายศาสตร์และได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Polymers ปี 2021 (Q1, Impact factor 3.426) ในชื่อผลงาน “Combination of Self-Healing Butyl Rubber and Natural Rubber Composites for Improving the Stability” ???
.
แต่เดียวก่อนนนน ผลงานของทีมวิจัยนี้ยังมีภาคต่ออีกนะครับ
สามารถติดตามได้จากวารสารที่มีชื่อว่า ???
.
?? "Shape memory thermoplastic natural rubber for novel splint applications" และ
.
??"Piezoresistive carbon-based composites for sensor applications Effects of polarity and non-rubber components on shape recovery"
.
ซึ่งทั้ง 2 ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร EXPRESS POLYMER LETTERS ปี 2021 (Q2, Impact factor 3.083) ???
#FSciResearchInnovation #KMUTT