ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีหนานหยาง (Nanyang Technological University, NTU) ประเทศสิงคโปร์ ได้พัฒนา ‘กระเบื้องเชื้อรา’ ซึ่งอาจช่วยลดอุณหภูมิในอาคารได้ในอนาคตโดยไม่ต้องใช้พลังงาน
กระเบื้องเหล่านี้ผลิตจากวัสดุชีวภาพชนิดใหม่ที่ผสมระหว่างเครือข่ายรากของเชื้อรา หรือ ไมซีเลียม (Mycelium) และขี้เลื่อยไม้ไผ่ที่รวบรวมจากร้านเฟอร์นิเจอร์ งานวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่า วัสดุคอมโพสิตที่ยึดด้วยไมซีเลียมมีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงกว่าวัสดุฉนวนอาคารแบบดั้งเดิม เช่น เวอร์มิคูไลต์ขยายตัว (Expanded Vermiculite) และเม็ดดินเผาน้ำหนักเบา (Lightweight Expanded Clay Aggregate)
อาศัยคุณสมบัติฉนวนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ทีมนักวิจัยจาก NTU สิงคโปร์ ได้ร่วมมือกับบริษัทออกแบบด้านนิเวศวิทยาและชีวเลียนแบบ bioSEA เพื่อเพิ่มพื้นผิวขรุขระและเป็นลอนคลื่นให้กับกระเบื้อง โดยเลียนแบบโครงสร้างผิวของช้าง ซึ่งช่วยให้ช้างระบายความร้อนได้ เนื่องจากช้างไม่มีต่อมเหงื่อและต้องอาศัยรอยย่นและร่องบนผิวหนังในการควบคุมอุณหภูมิ เนื่องจากอุตสาหกรรมก่อสร้างมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับพลังงานมากถึง 40% ทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์จึงมองว่า คอมโพสิตที่ยึดด้วยไมซีเลียมอาจเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพสำหรับวัสดุฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
สรุปข่าว
โดยงานวิจัยก่อนหน้านี้ระบุว่า วัสดุคอมโพสิตที่ยึดด้วยไมซีเลียมมีค่าการนำความร้อนที่เทียบเท่ากับวัสดุฉนวนอาคารแบบดั้งเดิม เช่น ใยแก้ว (Glass Wool) และโฟมโพลีสไตรีนอัดแน่น (Extruded Polystyrene) เพื่อประเมินว่า พื้นผิวที่ได้รับแรงบันดาลใจจากผิวช้างมีผลต่อการควบคุมความร้อนของกระเบื้องไมซีเลียมอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองโดยให้ความร้อนแก่กระเบื้องไมซีเลียมบนแผ่นความร้อนที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 15 นาที และติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วยกล้องอินฟราเรด
ผลการทดลองพบว่า กระเบื้องที่มีพื้นผิวเลียนแบบผิวช้างดูดซับความร้อนได้ช้ากว่า โดยเมื่อให้ด้านที่มีพื้นผิวขรุขระหันเข้าหาแหล่งความร้อน อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 5.01°C ต่อนาที ขณะที่เมื่อให้ด้านเรียบหันเข้าหาแหล่งความร้อน อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น 5.85°C ต่อนาที สำหรับการทดลองควบคุม นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความร้อนกับกระเบื้องไมซีเลียมแบบเรียบทั้งหมด และพบว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 5.11°C ต่อนาที
ในการวัดประสิทธิภาพการระบายความร้อน นักวิทยาศาสตร์ให้ความร้อนกับกระเบื้องด้านหนึ่งที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 15 นาที จากนั้นปล่อยให้กระเบื้องสัมผัสกับอุณหภูมิแวดล้อมที่ 22°C และความชื้น 80% แล้ววัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ด้านตรงข้ามของกระเบื้อง
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า กระเบื้องที่มีพื้นผิวเลียนแบบผิวช้างสามารถระบายความร้อนได้ดีที่สุดเมื่อได้รับความร้อนจากด้านเรียบ โดยอุณหภูมิลดลง 4.26°C ต่อนาที ขณะที่เมื่อได้รับความร้อนจากด้านที่มีพื้นผิวขรุขระ อุณหภูมิที่ด้านเรียบลดลง 3.12°C ต่อนาที ส่วนกระเบื้องที่เป็นพื้นผิวเรียบทั้งหมดในกลุ่มควบคุม อุณหภูมิลดลง 3.56°C ต่อนาที จากผลการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่า กระเบื้องไมซีเลียมควรติดตั้งโดยให้ด้านเรียบแนบกับผนังอาคาร และให้พื้นผิวขรุขระหันออกด้านนอก เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการควบคุมอุณหภูมิ
นอกจากนี้ เมื่อกระเบื้องได้รับละอองน้ำ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนได้ถึง 70% เมื่อเทียบกับสภาวะแห้ง ซึ่งช่วยให้วัสดุนี้เป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการลดความร้อนในอาคารอย่างยั่งยืน และเพื่อศึกษาผลกระทบของฝนต่อกระเบื้อง นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการให้ความร้อนกระเบื้องที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 15 นาที จากนั้นฉีดพ่นละอองน้ำลงบนพื้นผิวทุกๆ 1 นาที เป็นเวลา 15 นาที
ผลการทดลองพบว่า เมื่อฉีดพ่นน้ำลงบนด้านที่มีพื้นผิวขรุขระ กระเบื้องสามารถระบายความร้อนได้เร็วขึ้น โดยอุณหภูมิลดลง 7.27°C ต่อนาที ซึ่งเพิ่มขึ้น 70% เมื่อเทียบกับสภาวะแห้ง นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า วัสดุไมซีเลียมมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ (Hydrophobic) ทำให้หยดน้ำเกาะอยู่บนพื้นผิวแทนที่จะไหลออกไปทันที ส่งผลให้เกิดกระบวนการระเหยและช่วยเร่งการระบายความร้อน
ที่มาข้อมูล : NTU Singapore
ที่มารูปภาพ : NTU Singapore
สุนิดา สวัสดิพรพัลลภ