นักวิทยาศาสตร์จากเยอรมนีและเนเธอร์แลนด์กำลังวิจัยวัสดุใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกองทัพปลดปล่อยประชาชนเป้าหมายคือการพัฒนาวัสดุที่ยั่งยืนสำหรับการใช้งานด้านทัศนศาสตร์ เช่น ไฟหน้าของรถยนต์ เลนส์ พลาสติกสะท้อนแสง หรือตัวนำแสง ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ทำจากโพลีคาร์บอเนตหรือ PMMA
นักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาพลาสติกชีวภาพเพื่อใช้ทำไฟหน้าของรถยนต์ ปรากฏว่ากรดโพลีแลคติกเป็นวัสดุที่เหมาะสม
ด้วยวิธีการนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แก้ไขปัญหาหลายประการที่พบในพลาสติกแบบดั้งเดิม ได้แก่ ประการแรก การหันมาใช้ทรัพยากรหมุนเวียนสามารถบรรเทาแรงกดดันจากน้ำมันดิบต่ออุตสาหกรรมพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประการที่สอง สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และประการที่สาม คือ การพิจารณาถึงวงจรชีวิตของวัสดุทั้งหมด
“นอกจากกรดโพลีแลคติกจะมีข้อดีในแง่ของความยั่งยืนแล้ว ยังมีคุณสมบัติทางแสงที่ดีมาก และสามารถใช้งานได้ในช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองเห็นได้” ดร. เคลาส์ ฮูเบอร์ ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยพาเดอร์บอร์น ประเทศเยอรมนี กล่าว
ในปัจจุบัน หนึ่งในความท้าทายที่นักวิทยาศาสตร์กำลังเผชิญอยู่คือการประยุกต์ใช้กรดโพลีแลคติก (PLA) ในด้านที่เกี่ยวข้องกับ LED LED เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อายุการใช้งานที่ยาวนานมากและการแผ่รังสีที่มองเห็นได้ เช่น แสงสีฟ้าของหลอดไฟ LED ทำให้วัสดุทางแสงมีความต้องการสูง” ฮูเบอร์อธิบาย นี่คือเหตุผลที่ต้องใช้วัสดุที่มีความทนทานสูงมาก ปัญหาคือ PLA จะอ่อนตัวลงที่อุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส ในขณะที่หลอดไฟ LED สามารถมีอุณหภูมิสูงถึง 80 องศาเซลเซียสขณะใช้งานได้
อีกหนึ่งปัญหาที่ท้าทายคือการตกผลึกของกรดโพลีแลคติก กรดโพลีแลคติกจะเกิดผลึกที่อุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส ซึ่งทำให้วัสดุนั้นพร่ามัว นักวิทยาศาสตร์ต้องการหาวิธีหลีกเลี่ยงการตกผลึกนี้ หรือทำให้กระบวนการตกผลึกสามารถควบคุมได้มากขึ้น เพื่อให้ขนาดของผลึกที่เกิดขึ้นไม่ส่งผลกระทบต่อแสง
ในห้องปฏิบัติการที่เมืองพาเดอร์บอร์น นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาคุณสมบัติระดับโมเลกุลของกรดโพลีแลคติกเป็นครั้งแรก เพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสถานะการหลอมเหลวและการตกผลึก ฮูเบอร์รับผิดชอบในการตรวจสอบว่าสารเติมแต่งหรือพลังงานรังสีสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุได้มากน้อยเพียงใด “เราได้สร้างระบบการกระเจิงแสงมุมเล็กขึ้นมาโดยเฉพาะเพื่อศึกษาการก่อตัวของผลึกหรือกระบวนการหลอมเหลว ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานทางแสง” ฮูเบอร์กล่าว
นอกจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคแล้ว โครงการนี้ยังสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการดำเนินการ ทีมงานคาดว่าจะส่งมอบเอกสารคำตอบฉบับแรกได้ภายในสิ้นปี 2022
วันที่โพสต์: 9 พฤศจิกายน 2022