สัมภาษณ์และเรียบเรียงโดย งานพัฒนาคุณภาพการเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ
ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยี
ดร.สิทธิสุนทร สุโพธิณะ และคณะกลุ่มวิจัยเซรามิกส์และวัสดุก่อสร้างศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ได้พัฒนาผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์สำหรับการผลิตผิวเคลือบอนุรักษ์พลังงาน
ผงสีนี้นำไปผลิตผิวเคลือบกรอบอาคาร ซึ่งช่วยสะท้อนรังสีอาทิตย์ก่อนที่ตัวอาคารจะดูดซับพลังงานความร้อน การใช้ผงสีและผิวเคลือบสะท้อนรังสีอาทิตย์จึงเป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยลดอุณหภูมิของอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดการใช้ไฟฟ้าภายในอาคารได้อย่างยั่งยืน
ปัจจุบันอาคารหรือสิ่งปลูกสร้างมักทำด้วยคอนกรีตซึ่งกักเก็บความร้อนและดูดซับรังสีอาทิตย์ได้ดี อีกทั้งประเทศไทยอยู่ในเขตร้อนจึงทำให้ตัวอาคารคอนกรีตที่ปิดทึบมีอุณหภูมิสูง ส่งผลให้มีการใช้เครื่องปรับอากาศภายในอาคารเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
จากข้อมูลจากการสำรวจภาวะเศรษฐกิจและสังคมของครัวเรือนปี 2550-2558 โดยสำนักงานสถิติแห่งชาติพบว่า มีครัวเรือนที่มีเครื่องปรับอากาศเพิ่มขึ้น 2 เท่า จาก 2.2 ล้านครัวเรือนในปี 2550 เป็น 5.1 ล้านครัวเรือนในปี 2558 ซึ่งเป็นการเพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด ส่งผลให้ปริมาณการใช้ไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทั้งนี้ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้กับระบบปรับอากาศคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 60 เปอร์เซ็นต์ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้ภายในอาคาร นอกจากนี้ข้อมูลของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยระบุว่าการปรับอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียสจะช่วยประหยัดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างน้อย 10 เปอร์เซ็นต์ คิดเป็นเงิน 720 บาท/ปี ต่อครัวเรือน ซึ่งหากคิดเทียบกับจำนวน 5.1 ล้านครัวเรือนที่มีเครื่องปรับอากาศจะสามารถประหยัดค่าไฟฟ้าได้กว่า 3,600 ล้านบาท/ปี ดังนั้นการลดความร้อนที่สะสมภายในอาคารจึงมีความสำคัญต่อการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศ และส่งผลให้ค่าไฟฟ้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
รู้จักผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์
ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์เป็นผงสีอนินทรีย์ที่อยู่ในรูปของสารประกอบเชิงช้อน (complex inorganic color pigment, CICP) สามารถนำมาผสมกับวัสดุอื่นๆ เช่น เคลือบเซรามิก (glaze) และสีเคลือบ (paint) ได้ง่าย ทนต่อการเสื่อมสภาพได้ดี สีไม่ซีดจาง รวมถึงมีเสถียรภาพเชิงความร้อนสูง ตัวอย่างเช่น ในกรณีนำผงสีไปผสมเพื่อผลิตสีและสารเคลือบหลังคาเซรามิกที่ต้องผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูงราวๆ 800-1100 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 3-12 ชั่วโมง เป็นต้น
ผงสี CICP สังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบที่มีองค์ประกอบของโลหะออกไซด์ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป โดยใช้วิธีการทำปฏิกิริยาของแข็งที่อุณหภูมิสูง (solid-state reaction) เพื่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่มีค่าสีและค่าการสะท้อนได้ตามต้องการ ผงสี CICP ที่ได้จากการสังเคราะห์จะมีโครงสร้างผลึก โครงสร้างของแถบพลังงาน และดัชนีการหักเหแสงที่เฉพาะตัว
ผงสี CICP จะมีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ที่สูงกว่าผงสีปกติที่เป็นสีเดียวกันดังผลการศึกษาของ Levinson และคณะ [1] ด้วยการวัดอุณหภูมิที่ผิวหน้ากระเบื้องเซรามิกเคลือบด้วยผงสีปกติเปรียบเทียบกับผงสีสะท้อนความร้อนที่เป็นสีเดียวกันแต่มีค่าการสะท้อนรังสีอินฟราเรดใกล้ (near infrared, NIR) ต่างกัน 0.15-0.41 โดยกระเบื้องเคลือบด้วยผงสีสีสะท้อนความร้อนมีอุณหภูมิต่ำกว่ากระเบื้องปกติ 5–14 องศาเซลเซียส ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ Akbari และคณะ [2] ที่รายงานว่าการเพิ่มค่าสะท้อนรังสีอาทิตย์ของวัสดุเคลือบหลังคาจาก 0.1-0.2 ไปเป็น 0.6 สามารถลดปริมาณพลังงานที่ต้องการทำความเย็นให้กับตัวอาคารได้มากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์จะเห็นได้ว่าวัสดุสะท้อนความร้อนช่วยประหยัดพลังงานอย่างเห็นได้ชัด
ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์กับการอนุรักษ์พลังงาน
เป็นที่ทราบกันดีว่า สีดำและโทนสีเข้มเป็นสีที่ดูดกลืนคลื่นแสงในช่วงที่ตามองเห็น (visible light) และอินฟราเรด (infrared) ได้ดี ตรงข้ามกับสีขาวและโทนสีอ่อนซึ่งเป็นสีที่ดูดกลืนคลื่นเหล่านั้นได้น้อยแต่สะท้อนคลื่นแสงเหล่านั้นได้ดี ดังนั้นวัตถุที่เป็นสีดำหรือโทนสีเข้มจึงมีอุณหภูมิสูงกว่าวัตถุสีขาว เนื่องจากพลังงานที่ดูดซับไว้จะถูกคายออกมาในรูปของการแผ่รังสีความร้อน
ตามหลักการดังกล่าว หากพิจารณาในแง่ของการอนุรักษ์พลังงานภายในอาคาร วัสดุกรอบอาคารควรมีโทนสีอ่อนเพื่อให้สามารถสะท้อนคลื่นอินฟราเรดให้ได้มากที่สุด ดังจะเห็นได้จากผลการศึกษาของ Parker และคณะ [3] ที่เปรียบเทียบการใช้พลังงานของบ้านที่มีหลังคาสีขาวและสีเทาเข้มในรัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา พบว่าหลังคาบ้านสีขาวช่วยประหยัดพลังงานของเครื่องปรับอากาศระหว่าง 18-26 เปอร์เซ็นต์ และสูงถึง 28-35 เปอร์เซ็นต์ในช่วงเที่ยงวันเมื่อเทียบกับบ้านที่มีหลังคาสีเทาเข้ม
อย่างไรก็ดี ในทางปฏิบัติผู้ใช้งานมักเลือกวัสดุโดยพิจารณาในแง่ของความสวยงามและราคาเป็นหลัก กระเบื้องหรือวัสดุมุงหลังคาที่ได้รับความนิยมกันจึงมีโทนสีเข้ม ในขณะที่สีขาวหรือโทนสีอ่อนมักไม่เป็นที่นิยม ทั้งนี้แนวทางหนึ่งที่ช่วยลดการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศภายในอาคารได้ก็คือ การทำให้ตัวอาคารมีอุณหภูมิต่ำลงด้วยการเคลือบหรือทาสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ตามกรอบอาคารเพื่อให้สามารถสะท้อนคลื่นแสงอินฟราเรดได้มากที่สุด
ด้วยเหตุผลดังกล่าวประกอบกับองค์ความรู้ด้านการสังเคราะห์ผงสีที่มีทำให้ทีมวิจัยเล็งเห็นความสำคัญของการพัฒนาผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ในกลุ่มโทนสีเข้มให้มีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์สูงใกล้เคียงกับผงสีโทนอ่อน โดยเน้นการพัฒนา 4 สีหลัก คือ สีแดง สีส้ม สีน้ำเงิน และสีดำ รวมถึงต่อยอดด้วยการนำผงสีที่ได้ไปพัฒนาเป็นสีเคลือบและเคลือบเซรามิกสำหรับเคลือบกระเบื้องมุงหลังคาเพื่อให้มีสมบัติสะท้อนรังสีอาทิตย์
งานวิจัยผงสีสะท้อนรังสี..จุดตั้งต้นของผงสีสะท้อนรังสีในประเทศไทย
ดร.สิทธิสุนทรเล่าว่า จุดเริ่มต้นของการผลิตผงสีสะท้อนรังสีเกิดจากการพูดคุยแลกเปลี่ยนกับ ผศ.ดร.พัฒนะ รักความสุข มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และดร. ลดา พันธ์สุขุมธนา กรมวิทยาศาสตร์บริการที่มีประสบการณ์ในการผลิตผงสีเซรามิกแบบดั้งเดิม (conventional ceramic pigment) รวมทั้งผงสีสะท้อนรังสี (reflective pigment) จนเกิดความสนใจในการพัฒนาผงสีสะท้อนรังสีที่สามารถนำไปใช้ผลิตผิวเคลือบสะท้อนความร้อนของหลังคาได้ ประกอบกับเอ็มเทคมีความพร้อมทางด้านเครื่องมือที่สำคัญได้แก่ เตาเผาอุณหภูมิสูงและเครื่องมือวิเคราะห์ต่างๆ จึงทำให้เกิดความร่วมมือด้านการวิจัยผงสีสะท้อนรังสีขึ้นมา นับเป็นจุดตั้งต้นของผงสีสะท้อนรังสีในประเทศไทย
ต่อมาดร.สิทธิสุนทรจึงเริ่มสร้างองค์ความรู้โดยการศึกษาค้นคว้าและสังเคราะห์ผงสีที่มีวัตถุดิบราคาไม่แพงและหาได้ในประเทศ ผงสีที่ทีมสังเคราะห์ขึ้นในครั้งแรกนั้นเป็นสีเขียวและสีเหลือง จากนั้นนำมาศึกษาค่าการสะท้อนความร้อน (solar reflectance) ซึ่งทีมวิจัยพบว่าผงสีเหล่านี้มีค่าการสะท้อนรังสีที่สูงอยู่แล้วโดยธรรมชาติของมันเอง ทั้งยังสูงพอๆกับผงสีสะท้อนรังสีที่มีค่าการสะท้อนรังสี 40 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป โดยค่าดังกล่าววัดที่ช่วงความยาวคลื่น 700 ถึง 2500 นาโนเมตร (NIR)
เมื่อทีมวิจัยทราบว่าผงสีในเฉดสีอ่อนมีค่าการสะท้อนรังสีที่สูงอยู่แล้ว จึงจัดทำแผนวิจัยเพื่อสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์เฉดสีเข้มในงานวิจัยเฟสถัดมา โดยขอทุนสนับสนุนการวิจัยจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงานและได้ร่วมโครงการกับ ผศ.ดร.พัฒนะ รักความสุข มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ผศ.ดร.วัลลภ หาญณรงค์ชัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ รศ. ดร. ปานไพลิน สีหาราช สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง และ รศ. ดร.วรวัฒน์ มีวาสนา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
ตกผลึกองค์ความรู้
ด้วยความเชี่ยวชาญด้านการสังเคราะห์วัสดุของทีมวิจัยรวมถึงประสบการณ์จากงานวิจัยสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์เฉดสีเขียวและสีเหลืองที่ทำมาก่อนหน้า ทีมวิจัยจึงตกผลึกองค์ความรู้และนำมาต่อยอดจนสามารถสังเคราะห์ผงสีในเฉดสีแดง ส้ม และ น้ำเงิน ซึ่งเป็นเฉดสีที่ได้รับความนิยมทั้งยังเพิ่มความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์มากกว่าเฉดสีอ่อน
ทีมวิจัยได้นำผงสีแดง ส้ม และน้ำเงินที่สังเคราะห์ได้ไปวัดค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ด้วยเครื่อง UV-VIS-NIR Spectrophotometer และคำนวณค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ช่วงอินฟราเรดใกล้ตามมาตรฐาน ASTM E903-87 ได้ค่าดังตาราง
จากผลการวิเคราะห์พบว่าผงสีต่างๆ มีลักษณะสำคัญดังนี้
ผงสีแดงที่สังเคราะห์ได้มีค่าการสะท้อนรังสีที่ช่วงความยาวคลื่น 700 ถึง 2500 นาโนเมตรในช่วงอินฟราเรดใกล้สูงเท่ากับ 74 เปอร์เซ็นต์ ทีมวิจัยวิเคราะห์เปรียบเทียบกับผงสีแดงสะท้อนความร้อนและผงสีแดงปกติทางการค้า พบว่าผงสีแดงสะท้อนความร้อนที่สังเคราะห์ได้มีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้สูงกว่าและมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพดีกว่าผงสีแดงสะท้อนความร้อนทางการค้าและผงสีแดงทั่วไป
ผงสีส้มค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้สูงถึง 87.3 เปอร์เซ็นต์ เมื่อวิเคราะห์เปรียบเทียบกับผงสีทางการค้าพบว่าผงสีส้มที่สังเคราะห์ได้มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพอยู่ในระดับเดียวกันกับผงสีส้มสะท้อนความร้อนทางการค้าและดีกว่าผงสีส้มทั่วไปในท้องตลาด
ผงสีน้ำเงินมีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้เท่ากับ 64.62 เปอร์เซ็นต์ เมื่อวิเคราะห์เปรียบเทียบกับแล้วพบว่าผงสีน้ำเงินที่สังเคราะห์ได้มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพใกล้เคียงกับผงสีทั่วไปทางการค้าแต่ยังน้อยกว่าผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ทางการค้า
มีข้อสังเกตว่าในงานวิจัยล่าสุด ทีมได้สังเคราะห์ผงสีดำเพิ่มขึ้นมาอีกหนึ่งสี ซึ่งอยู่ในขั้นตอนการเตรียมผงสีนำไปทดสอบสมบัติต่างๆ
จากผงสีสู่นวัตกรรมสีเคลือบสะท้อนความร้อน
ดร.สิทธิสุนทร เล่าว่าจากการสังเกตเห็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่นำผงสีเหล่านี้มาผสมลงไปเพื่อให้มีสมบัติสะท้อนความร้อนอย่างกระเบื้องมุงหลังคาและสีทาแผ่นเมทัลชีทสะท้อนความร้อนในท้องตลาดทำให้ทีมวิจัยมีแนวคิดในการนำผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ที่สังเคราะห์ได้ไปใช้ในผลิตภัณฑ์สีและผิวเคลือบสะท้อนความร้อนต่างๆ
ดร.สิทธิสุนทร กล่าวเสริมว่า “สีและผิวเคลือบสะท้อนความร้อนเป็นนวัตกรรมที่สามารถสร้างความแตกต่าง และเป็นเครื่องมือส่งเสริมการตลาดที่ช่วยให้ผลิตภัณฑ์ได้เปรียบทางการแข่งขัน”
ในงานวิจัยทีมวิจัยนำผงสีน้ำเงิน สีแดง และสีส้มที่สังเคราะห์ได้มาวิจัยและพัฒนาเป็นสีเคลือบสะท้อนความร้อนให้มีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ใกล้เคียงกับสีเคลือบที่เตรียมจากผงสีทางการค้า
ตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์และค่าสีของสีเคลือบที่เตรียมจากผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์เกรดการค้าและสีเคลือบที่เตรียมจากผงสีในโครงการวิจัย
จากตารางจะเห็นได้ว่าสีเคลือบสีน้ำเงินและสีส้มที่เตรียมจากผงสีในโครงการวิจัยมีสมบัติการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้ต่ำกว่าสีเคลือบที่เตรียมจากผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ทางการค้าเล็กน้อย ส่วนสีเคลือบสีแดงที่เตรียมจากผงสีในโครงการวิจัยมีสมบัติการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้สูงกว่าสีเคลือบที่เตรียมจากผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ทางการค้า
แต่หากพิจารณาเปรียบเทียบกับสีทาหลังคาสำเร็จรูปจะพบว่าทุกสีมีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้สูงกว่าสีทาหลังคาสำเร็จรูป ผลการทดสอบดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำสีเคลือบที่เตรียมได้จากผงสีในโครงการวิจัยมาผลิตเป็นสีเคลือบสะท้อนรังสีอาทิตย์เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน
ทีมวิจัยยังนำสีเคลือบไปศึกษาอิทธิพลของความเข้มข้นโดยปริมาตรของผงสีและความหนาที่มีผลต่อค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ และทดสอบสมบัติกายภาพและสมบัติทางกล ได้แก่ สมบัติการทาด้วยลูกกลิ้ง การพ่น ความทนน้ำ ความทนด่าง ความทนทานต่อการขัดถู และความทนทานต่อการดัดโค้งซึ่งผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรม (มอก.) รวมถึงผลการทดสอบการเสื่อมสภาพที่พบว่ามีค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้ลดลงเล็กน้อยภายหลังทำให้เสื่อมสภาพ
อย่างไรก็ดี ทีมวิจัยพบปัญหาการตกตะกอนของผงสีเมื่อนำมาผลิตเป็นสีเคลือบซึ่งปัญหาดังกล่าวทำให้สีเคลือบที่เตรียมจากผงสีมีสมบัติการสะท้อนรังสีอาทิตย์ในช่วงอินฟราเรดใกล้มีค่าลดลง ดังนั้นจึงได้พัฒนาโดยการปรับลดขนาดผงสีเพื่อแก้ปัญหาการตกตะกอน รวมถึงปรับปรุงพื้นผิวให้กระจายตัวได้ดีในสารยืดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสะท้อนรังสีอาทิตย์ของสีเคลือบ
พัฒนาศักยภาพ เพื่อก้าวข้ามข้อจำกัด
ขณะนี้ทีมวิจัยสามารถสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีและนำมาผลิตเป็นสีเคลือบได้สำเร็จแล้ว แต่สเกลการผลิตยังเป็นเพียงระดับห้องปฏิบัติการส่งผลให้มีต้นทุนการผลิตที่สูง การวิเคราะห์เชิงเศรษฐศาสตร์ของต้นทุนการผลิตจึงเป็นประเด็นสำคัญหนึ่งในงานวิจัยนี้
ดร.สิทธิสุนทร อธิบายว่า “ปัจจุบันตลาดของผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ในไทยยังไม่ใหญ่มาก ประกอบกับผู้ซื้อที่อยู่อาศัยไม่ได้เป็นผู้เลือกใช้หลังคาหรือสีทาผนังบ้านได้ด้วยตนเอง แม้จะตระหนักเรื่องการอนุรักษ์พลังงานและมีความต้องการใช้หลังคาหรือสีทาผนังบ้านสะท้อนความร้อนก็ตาม นอกจากนี้อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ผงสีสะท้อนรังสียังไม่แพร่หลายก็คือเรื่องของต้นทุนที่ยังสูงอยู่”
ส่วนข้อจำกัดในเรื่องของต้นทุนนั้น ดร.สิทธิสุนทรให้ข้อมูลว่า ปัจจุบันผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ยังไม่มีการผลิตภายในประเทศ ส่วนที่มีจำหน่ายในท้องตลาดเป็นผงสีที่นำเข้าจากต่างประเทศจึงมีราคาแพงและบางเฉดสีอาจมีราคาสูงขึ้นไปอีกจากการใช้วัตถุดิบพิเศษเพื่อสังเคราะห์ขึ้นอย่างสารประกอบของโลหะทรานสิชันหรือกลุ่มธาตุโลหะหายาก (rare earth) ดังนั้นสิ่งที่ต้องก้าวข้ามไปให้ได้ก็คือเรื่องของราคา ถ้าทำให้ผงสีสะท้อนรังสีมีราคาถูกลงใกล้เคียงกับผงสีทั่วไปได้ก็จะทำให้ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น
เนื่องจากกระบวนการผลิตผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ใช้อุปกรณ์ เครื่องจักรและกระบวนการเดียวกับการสังเคราะห์ผงสีปกติแต่ใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า ดังนั้น การลดต้นทุนให้ได้จึงเน้นไปที่การเลือกใช้วัตถุดิบที่อยู่ภายในประเทศ ยกเว้นส่วนผสมบางชนิดที่จำเป็นต้องซื้อจากต่างประเทศ วัตถุดิบในประเทศที่ใช้เป็นผงสีฐาน (base pigment) อาจได้จากแหล่งแร่ตามธรรมชาติ หรือเป็นผลพลอยได้จากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น กากแร่เหล็กที่เป็นเหล็กออกไซด์ สำหรับการสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ซึ่งมีโทนสีแดง น้ำตาล ดำ เป็นต้น
“วัตถุดิบที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นเหล็กออกไซด์ที่ได้จากซัพพลายเออร์ในประเทศ ซึ่งในอนาคตอันใกล้นี้ทีมวิจัยมีแผนลดต้นทุนด้วยการนำสนิมเหล็กที่เป็นกากของเสียอุตสาหกรรมซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงมาใช้เป็นวัตถุดิบด้วยอย่างไรก็ตามสิ่งที่ทีมวิจัยตระหนักถึงในขณะนี้คือ แนวทางการผลิตในปริมาณมากหรือการขยายสเกลการผลิตที่ช่วยลดต้นทุนการผลิตให้ต่ำลงอย่างเห็นได้ชัด” ดร.สิทธิสุนทรกล่าวย้ำ
ขยายสเกล..จากระดับห้องปฏิบัติการสู่ระดับไพลอตและอุตสาหกรรม
“หากสามารถขยายการผลิตจากระดับห้องปฏิบัติการไปสู่ระดับไพลอตและอุตสาหกรรมได้
ราคาของผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ก็จะถูกลง”
ด้วยองค์ความรู้เกี่ยวกับการสังเคราะห์ผงสีที่ทีมวิจัยสั่งสมมาอย่างต่อเนื่องจนสามารถสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ 4สี คือ สีแดง สีส้ม สีน้ำเงินและสีดำที่มีสมบัติการสะท้อนรังสีอาทิตย์และมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพที่ใกล้เคียงกับผงสีสะท้อนรังสีทางการค้า ทีมวิจัยจึงพร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับภาคเอกชนเพื่อต้องการขยายสเกลการผลิตไปสู่ระดับไพลอตและอุตสาหกรรมซึ่งจะช่วยให้ราคาของผงสีสะท้อนรังสีสามารถแข่งขันทางการตลาดได้จนนำมาใช้ทดแทนผงสีสะท้อนรังสีที่นำเข้าจากต่างประเทศได้ในอนาคต
ดร.สิทธิสุนทรกล่าวว่า ผู้ผลิตผงสี (pigment) และกลุ่มอุตสาหกรรมเซรามิกที่ต้องการเพิ่มผลิตภัณฑ์ตัวใหม่ในสายการผลิตเดิม หรือ ผู้ผลิตหมึกพิมพ์กึ่งสำเร็จที่ใช้เป็นหมึกหัวเชื้อ (paste) ที่มีความสนใจพัฒนาผงสีและต่อยอดผลิตภัณฑ์สีและเคลือบเซรามิกสะท้อนรังสีอาทิตย์ร่วมกับทีมวิจัยสามารถใช้กระบวนการผลิตผงสีแบบเดิมด้วยเครื่องมือเดิมได้เนื่องจากมีการเปลี่ยนสูตรตั้งต้นเพียงเท่านั้น นอกจากนี้ทีมวิจัยยังมีเครือข่ายพันธมิตรที่รองรับเรื่องการจัดหาวัตถุดิบไว้ด้วย
ผงสีสะท้อนรังสีอาทิตย์ในอนาคต
ดร.สิทธิสุนทรซึ่งมีความเชี่ยวชาญด้านการสังเคราะห์ผงสีสะท้อนรังสีเล่าว่า นอกจากจะนำผงสีสะท้อนรังสีมาผลิตเป็นสีหรือผิวเคลือบสะท้อนความร้อนได้แล้ว ในอนาคตยังนำผงสีดังกล่าวไปดัดแปลงในผลิตภัณฑ์อื่นๆได้อีก เช่น นำไปผสมในพลาสติกที่ใช้ผลิตชิ้นส่วนภายในรถยนต์ ยกตัวอย่างเช่น คอนโซลรถเพื่อลดการสะสมความร้อนได้ หรือ ผสมลงในบล็อกปูพื้นและบล็อกตัวหนอนเพื่อลดอุณหภูมิของผิวสัมผัสได้ด้วย
สถานภาพงานวิจัย
งานวิจัยนี้อยู่ในขั้นเสาะแสวงหาผู้ร่วมวิจัย เพื่อขยายสเกลการผลิตไปสู่ระดับไพลอตและอุตสาหกรรมและพัฒนาต่อยอดผลิตภัณฑ์ ผู้ร่วมวิจัยกลุ่มเป้าหมายสำหรับการถ่ายทอดเทคโนโลยีนี้ ได้แก่
- ผู้ผลิตผงสี และ กลุ่มอุตสาหกรรมเซรามิกที่ต้องการเพิ่มผลิตภัณฑ์ตัวใหม่ในสายการผลิต
- ผู้ผลิตหมึกพิมพ์กึ่งสำเร็จที่ใช้เป็นหมึกหัวเชื้อ (paste)
เอกสารอ้างอิง
- Levinson, R.; Berdahl, P.; Akbari, H.; Miller, W.; Joedickec, I.; Reillyd, J.; Suzukie, Y. and Vondran, M., Methods of creating solar-reflective nonwhite surfaces and their application to residential roofing materials, Solar Energy Materials and Solar Cells, 91 (2007) 304–314
- Akbari, H.; Levinson, R.; Miller, W.; Berdahl, P., International Conference “Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment” 2005, Santorini, Greece, 89-100.
สนใจติดต่อ
ผู้สนใจงานวิจัย หรือ การพัฒนาต่อยอดร่วมกัน ติดต่อได้ที่ คุณระพีพันธ์ ระหงษ์ งานประสานธุรกิจและอุตสาหกรรม โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4789 โทรสาร 0 2564 6369 อีเมล: rapeepr@mtec.or.th
ขอบคุณข้อมูลจาก
ดร.สิทธิสุนทร สุโพธิณะ และคณะกลุ่มวิจัยเซรามิกส์และวัสดุก่อสร้างศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)
เรียบเรียงบทสัมภาษณ์โดย มาริสา คุณธนวงศ์
