นักวิทยาศาสตร์ฮิตสร้างนวัตกรรมอะไรจากถ่าน

วารสารฉบับหนึ่งที่เผยแพร่ออนไนล์ ของ S.S.M. Isa และคณะ (คลิกที่นี่) ซึ่งเผยแพร่ทาง MATEC Web of Conference  เขียนเล่าถึงคุณลักษณะและความสามารถในการดูดซับของถ่านไม้ไผ่ และบอกถึงนวัตกรรมใหม่ที่นักวิจัยกำลังพยายามสร้างขึ้นจากถ่านไม้ไผ่  ผมเห็นว่าน่าสนใจ จึงจับประเด็นมาฝาก 

๑) ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ ค้นพบว่า ถ่านมีประโยชน์มากกว่า ถ่านหุงต้ม ถ่านปิ้งย่าง ถ่านดูดซับกลิ่น ถ่านบำรุงดิน ถ่านกรองน้ำ หรือแม้แต่ถ่านกินได้ พวกเขาทั้งหลายกำลังวิจัยสร้างนวัตนกรรมจากถ่านอยู่ทั่วโลก เช่น นำไปทำเซล์แสงอาทิตย์ที่มีถ่านเป็นองค์ประกอบ นำไปทำตัวเก็บประจุยิ่งยวด วัสดุดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เครื่องมือทางการทหาร) เป็นต้น 

๒) แม้ถ่านไม้ไผ่จะเผาด้วยอุณหภูมิสูงขนาด ๘๐๐ ถึง ๑๒๐๐ องศา ด้วยกระบวนการไพโรไรซิส (ถ่านไม่สัมผัสไฟ) แต่เมื่อนำไปกระตุ้นทางเคมีความร้อน พบว่า รูพรุนเพิ่มขึ้น ใหญ่ขึ้น และสะอาดขึ้นมาก ... เป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับโมเลกุล

๓) วิธีการกระตุ้นทางเคมีความร้อน โดยทั่วไปเขาจะเอาถ่านมาผสมกับสสารที่เป็นตัวกระตุ้น เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนในเตรด แอมโมเนีย เป็นต้น แล้วนำไปเผาด้วยอุณหภูมิคงที่ค่าหนึ่งในช่วง ๕๐๐ ถึง ๑๒๐๐ องศา นานช่วงเวลาหนึ่ง ก่อนจะปล่อยให้เย็น ... หากตัวกระตุ้นเป็นสสารบางอย่าง ต้องมีกระบวนการล้างเอาสารนั้นออกด้วย 

๔) ลักษณะโครงสร้างของรูพรุน จะแตกต่างกัน ถ้ากรรมวิธีในการเผาและการกระตุ้นต่างกัน ถ้าขนาดของรูพุรนมากกว่า ๕๐ นาโนเมตร จะเรียกว่า แมคโครพอร์ (macropore) ถ้ามีขนาดระหว่าง ๒-๕๐ นาโนเมตร เรียกว่า มีโสพอร์ (mesopore) และถ้าเล็กกว่า ๒ นาโนเมตร จะเรียกว่า ไมโครพอร์ (micropore) 

๕) เซล์พลังงานแสงอาทิตย์ชนิด DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) ที่ใช้ถ่านกัมมันต์ไม้ไผ่เป็นองค์ประกอบ ในปี 2016 ประสิทธิภาพสูงสุดอยู่ที่ ๕.๔ เปอร์เซ็นต์ 

๖) เครื่องกรองน้ำอาจใช้สารกรองหรือตัวดูดซับชนิดต่าง ๆ กัน เช่น สารกลุ่มอะลูมิเนียมออกไซด์ ซิลิกาเจล สารประประเภทแลกเปลี่ยนไอออน สารกลุ่มแมกนีเซียมเป็นองประกอบ หรือถ่านกัมมันต์ เป็นต้น 

๗) สารกรองในเครื่องกรองน้ำที่ใช้มากที่สุดคือถ่านไม้ไผ่ เพราะราคาถูก ใช้งานง่าย และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และสามารถกรองสารพิษ เช่น โครเมียม โอโซน ยาฆ่าแมลง และอื่น ๆ ได้อย่างดีเยี่ยม 

๘) ถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่ ที่กระตุ้นด้วยที่อุณหภูมิสูงกว่า จะมีรูพรุนขนาดใหญ่กว่าและอัตราการดูดซับสูงกว่า 

๙) อีกประโยชน์หนึ่งของถ่านจากไม้ไผ่ที่กำลังมาแรงและวิจัยกันมาก คือ การทำวัสดุป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะเทคโนโลยีด้านการทหาร 

อ่านบทความนี้จบ ...  ผมรู้สึกว่า ถ่านไม้ไผ่นี่มันครอบจักรวาลจริง ๆ ตามที่ได้ฟังมา