รู้ไหมครับว่า “วัสดุ” ที่มนุษย์ใช้เยอะที่สุดคืออะไร?
หลายคนอาจไม่รู้ แต่จริงๆ แล้วมันเป็นสิ่งรอบๆ ตัวเราที่เห็นกันทุกวันนี่เอง สิ่งนั้นคือ “คอนกรีต”
คอนกรีตโดยรวมๆ หมายถึงสารผสมที่ตอนยังนิ่มสามารถปั้นหรือหล่อเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ และพอแห้งแล้วก็จะมีความแข็ง ซึ่งมนุษย์ใช้สารแบบนี้ในการก่อสร้างสถาปัตยกรรมสารพัดมาตั้งแต่ยุคโบราณ
ทุกวันนี้ ในช่วงเวลาที่มีมนุษย์อยู่บนโลกมากกว่าทุกช่วงเวลาในประวัติศาสตร์ มนุษย์ก็ใช้คอนกรีตอย่างมหาศาลกว่ายุคใดๆ ในการสร้างสิ่งปลูกสร้างสารพัด แต่นั่นก็ยิ่งทำให้เกิดปัญหา เพราะกระบวนการทั้งหมดของคอนกรีตตั้งแต่การเอาสารต่างๆ มาจากธรรมชาติ จนผสมหล่อเสร็จ มันปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มหาศาล หรือพูดง่ายๆ คือ “คอนกรีตทำให้โลกร้อน“
สมมติว่าถ้าเปลี่ยน “คอนกรีต” เป็นประเทศหนึ่ง คอนกรีตจะเป็นประเทศที่ทำให้โลกร้อนรองจากอเมริกากับจีนเท่านั้น
ทำไมคอนกรีตถึงทำให้โลกร้อนขนาดนั้น?
คำตอบที่ง่ายสุดคือ เพราะคอนกรีตมัน “ไม่ทน” คอนกรีตทุกวันนี้ 10 ปีก็ร้าวแล้ว ทำให้ต้องทุบ ต้องฉาบใหม่ และทำให้สิ่งปลูกสร้างไม่คงทน และที่มันต้องเป็นแบบนี้ ส่วนหนึ่งก็เพราะในทางวัสดุศาสตร์ เราก็ยังงงๆ ด้วยซ้ำว่าสิ่งปลูกสร้างที่สร้างด้วยคอนกรีตมาตั้งแต่ยุคโบราณอย่างมหาวิหารพาร์เธนอน ทำไมถึงยังยืนตระหง่านอยู่ในกรุงเอเธนส์มาจนถึงทุกวันนี้
พูดง่ายๆ ผ่านมาสองพันกว่าปี เราก็ยังไม่รู้ว่าคนโบราณผสมคอนกรีตยังไงให้ทนแบบนั้น และเราก็เลยตั้งใช้คอนกรีตสมัยใหม่ที่ไม่เกิน 10 ปีก็มีรอยร้าว และอยู่ได้อย่างเก่งๆ ก็น่าจะไม่เกิน 100 ปีกันไป
ถามว่าแล้วเทคโนโลยีไม่ช่วยอะไรเลยเหรอ? คำตอบคือ “ก็ไม่เชิง“
ทุกวันนี้นักวิจัยส่วนหนึ่งพยายามจะไขปัญหาของวัสดุก่อสร้างอันแข็งแกร่งจากยุคโบราณก็จริง แต่นักวิจัยอีกส่วนก็ได้พยายามใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างพวกนาโนเทคสร้างวัสดุที่โลกนี้ไม่เคยมีมาก่อน
ซึ่งวัสดุกลุ่มหนึ่งที่เขามุ่งสร้างกันอย่างขะมักเขม้นคือ “คอนกรีตมีชีวิต” หรือคอนกรีตที่ฟื้นตัวเองได้
จริงๆ เทคโนโลยีแบบนี้ทำกันมาหลายปีแล้ว และรุ่นแรกๆ ที่คนสร้างมาคือเอาแบคทีเรียไปผสมคอนกรีต
ไอเดียคือใช้แบคทีเรียที่สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วจะสังเคราะห์หินปูนขึ้นมาได้ ถ้าเป็นแบบนี้ ตามคอนเซ็ปต์คือ ถ้าคอนกรีตมันร้าว ก็ราดน้ำใส่ รอยร้าวจะหายไป ราวกับคอนกรีตฟื้นตัวได้แบบ “สิ่งมีชีวิต”
อะไรพวกนี้อาจฟังดูมหัศจรรย์ แต่ถ้าคนตามเทคโนโลยีพวกนี้ ก็คงรู้ว่ามันทำได้มาพักใหญ่แล้ว แต่มันไม่ใช่ไม่มี “ปัญหา” เอาซะเลย
เพราะปัญหาที่ว่าคือ คอนกรีตผสมแบคทีเรียที่ว่ามัน “ฟื้นตัว” ช้าไป คือรอยแตกเล็กๆ 1 มิลลิเมตร ใช้เวลาฟื้นตัวประมาณ 1 เดือน ซึ่งก็ต้องชื้นตลอด เพื่อให้แบคทีเรียทำงานสังเคราะห์หินปูนจนคอนกรีตที่แยกออกจากกันกลับมาเชื่อมติดกันอีก
ถ้านึกตาม ก็คงจะเห็นปัญหาแน่ๆ ว่าถ้าเป็นแบบนั้น กว่าคอนกรีตจะฟื้นตัวเสร็จ ราก็คงขึ้นพอดี เพราะมันต้องเปียกชื้นติดต่อกันนานเป็นเดือน เรียกได้ว่า พอแก้ปัญหาหนึ่งก็ไปสร้างอีกปัญหา และนี่คือเหตุผลที่เขาไม่เอาเทคโนโลยีนี้มาใช้ อาจฟังดูเจ๋งจริง แต่เอามาใช้จริง ไม่เวิร์คเท่าไร
ทีนี้คนก็เลยต้องค้นต่อว่าจะทำยังไงที่จะสร้าง “คอนกรีตมีชีวิต” ที่ใช้ได้จริง
และไอเดียหนึ่งที่คนเสนอและทดลองจนสำเร็จก็คือ ใช้ส่วนหนึ่งของเซลล์มนุษย์นี่แหละไปสร้างเป็นคอนกรีตที่มีชีวิต
นี่อาจฟังดูหลอนนิดๆ แต่เราไม่ได้กำลังพูดถึงการใช้เซลล์มนุษย์ผสมคอนกรีตไปดื้อๆ แต่เราเอาเอนไซม์ตัวหนึ่งที่อยู่ในเซลล์เม็ดเลือดมนุษย์ เอนไซม์ตัวนี้ชื่อว่า “คาร์บอนิคแอนไฮเดรส” ซึ่งก็ไม่ต้องไปรู้หน้าตาทางเคมีหรอกครับ แต่หลักๆ แล้ว มันคือเอนไซม์ที่เวลาทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์ มันจะสร้างผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตขึ้นมา ซึ่งมันก็คือ “หิน” ประเภทหนึ่งในสายตาคนทั่วไป
พูดง่ายๆ คือคอนเซ็ปต์เดียวกับแบคทีเรียโดนน้ำแล้วผลิตหินปูนเลย แต่ใช้เอนไซม์ที่ทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แทน
ถามว่าเวิร์คมั้ย?
คำตอบคือ “โคตรเวิร์ค” เพราะคาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่ในอากาศอยู่แล้ว ดังนั้นคอนกรีตแบบนี้ แค่สัมผัสอากาศ มันก็ฟื้นตัวแล้ว และผลการทดลองก็พบว่ารอยร้าวแบบ 1 มิลลิเมตร คอนกรีตผสมเอนไซม์ใช้เวลาฟื้นตัวแค่ 24 ชั่วโมง!
ก็นับว่าเป็นก้าวใหม่ที่น่าสนใจมาก แม้ว่าในทางปฏิบัติจะมีคำถามไม่น้อย เช่น ถ้ามัน “มีชีวิต” หรือขยายตัวได้เพียงแค่รับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว แบบนี้ถึงมันไม่มีรอยร้าว มันก็จะขยายตัวหรือเปล่า?
ซึ่งก็แน่นอนว่าถ้าเป็นอย่างนั้น มันก็จะไปสร้าง “ปัญหาเชิงโครงสร้าง” ของสิ่งปลูกสร้างอย่างแน่นอน
แต่ถ้า “คอนกรีตมีชีวิต” เวิร์คขึ้นมาจริงๆ น่าจะช่วยลดโลกร้อนไปได้เยอะทีเดียว
อ้างอิง
- IFLS. New Self-Healing Concrete Uses Enzyme Found in Blood to Slash Greenhouse Emissions. https://bit.ly/3xe8gRh
- IFLS. Self-Healing Concrete Repairs Its Own Cracks. https://bit.ly/3hrV2d5