นวัตกรรมใหม่ ทำคาร์บอนโฟมจากขนมปัง!

ขณะที่พ่อครัวจะรู้สึกผิดหวังท้อใจถ้าขนมปังที่พวกเขาอบมันไหม้ แต่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งกำลังขะมักเขม้นกับการเผาก้อนขนมปังเพื่อสร้างวัสดุที่เรียกว่าคาร์บอนโฟม

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีฮาร์บิน ประเทศจีน ได้ค้นพบว่าขนมปังเป็นวัตถุดิบเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทำคาร์บอนโฟมที่ใช้เป็นฉนวนความร้อนและฉนวนแม่เหล็กไฟฟ้า การค้นพบของพวกเขาจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

คาร์บอนโฟมเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและเกือบจะเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ มันมีโครงสร้างที่มีรูพรุนและมีลักษณะคล้ายฟองน้ำ คาร์บอนโฟมมีสองชนิดคือชนิด graphitic และ non-graphitic คาร์บอนโฟมชนิด graphitic มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าและตัวนำความร้อน ส่วนชนิด non-graphitic จะแข็งแกร่งกว่า และจะมีคุณสมบัติเป็นฉนวนแทนที่จะเป็นตัวนำ คาร์บอนโฟมที่ผลิตจากขนมปังเป็นชนิด non-graphitic

วันหนึ่งขณะที่รับประทานมื้อเช้า ดร. Yibin Li คิดขึ้นมาได้ว่าขนมปังมีพื้นผิวที่เป็นปุยเบามีรูพรุนซึ่งเป็นโครงสร้างที่เหมาะกับการผลิตคาร์บอนโฟม ดังนั้นห้องปฏิบัติการของเขาจึงทำการอบขนมปังและนำเข้าสู่กระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) ซึ่งเป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของสารอินทรีย์ให้เป็นคาร์บอนโดยใช้ความร้อนสูงในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน

carbon-foam-2

ความร้อนที่ใช้ในกระบวนการไพโรไลซิสมีอุณหภูมิสูงมากกว่า 500 องศาเซลเซียส ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน ขนมปังจะไม่ติดไฟแต่จะกลายเป็นคาร์บอน ผลที่ได้คือฉนวนกันความร้อนที่แข็งแกร่งและมีน้ำหนักเบามาก

carbon-foam-4

นอกจากนี้นักวิจัยยังสามารถที่จะควบคุมขนาดของรูพรุนโดยปร้บเปลี่ยนปริมาณของยีสต์และน้ำที่ใช้ในการทำขนมปัง โครงสร้างที่มีรูพรุนขนาดใหญ่และไม่เป็นระเบียบมากขึ้นทำได้โดยการเพิ่มยีสต์หรือน้ำให้มากขึ้น

carbon-foam-3

ในการส่งยานไปสู่อวกาศเราต้องการให้ยานมีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ฉนวนกันความร้อนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหลายระบบของยานอวกาศ และจะต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะทนต่อแรงกดดันมหาศาลในการเดินทางขึ้นสู่อวกาศ

การผลิตคาร์บอนโฟมโดยการใช้ขนมปังและกระบวนการที่ไม่ซับซ้อน ทำให้คาร์บอนโฟมที่ได้มีราคาถูกมาก อีกไม่นานเราอาจจะเห็นคาร์บอนโฟมที่ทำจากขนมปังมีส่วนช่วยในการลดค่าใช้จ่ายโดยรวมของการเดินทางในอวกาศ

 

ข้อมูลและภาพจาก howstuffworks, acsh


Leave a Reply

Your email address will not be published.