เจลดูดความชื้นประสิทธิภาพสูงตัวใหม่ใช้ประโยชน์ที่น่าสนใจได้หลากหลายเหลือเชื่อ

นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ได้สร้างไฮโดรเจลใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการดูดความชื้นจากอากาศได้มากกว่าสารดูดความชื้นทั่วไปถึง 8 เท่า ช่วยลดความร้อนจากแสงแดด เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ และยังสามารถผลิตไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กได้อีก นับเป็นวัสดุใหม่ที่อาจใช้ประโยชน์ที่น่าสนใจได้หลายอย่างในอนาคต

อากาศที่มีความชื้นสูงทำให้คนเรารู้สึกไม่ค่อยสบายตัว โดยเฉพาะวันที่อากาศร้อนจะยิ่งอึดอัดเพราะเหงื่อแห้งช้าและทำให้รู้สึกว่ามันร้อนมากกว่าอุณภูมิอากาศที่เป็นจริง ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ได้ประดิษฐ์วัสดุไฮโดรเจลชนิดใหม่ที่ไม่เพียงดูดความชื้นในอากาศซึ่งทำให้รู้สึกเย็นสบายขึ้น แต่ยังสามารถเก็บเกี่ยวความชื้นในอากาศสำหรับประยุกต์ใช้งานได้หลายอย่าง เช่น เป็นตัวลดความร้อนจากแสงแดด, เป็นตัวเชื่อมต่อไฟฟ้า และแม้กระทั่งเป็นแบตเตอรี่

ไฮโดรเจลใหม่นี้ทำมาจากสังกะสีออกไซด์ (Zinc Oxide) ซึ่งเป็นสารที่ใช้เป็นส่วนประกอบในครีมกันแดด มันสามารถดูดน้ำหรือความชื้นจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบได้มากกว่า 2.5 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง และดูดความชื้นได้ดีกว่าสารดูดความชื้นทั่วไปอย่างน้อย 8 เท่า มันเหมาะสำหรับการใช้งานทั้งภายในและภายนอก ที่สำคัญมีราคาถูกและผลิตได้ง่าย

“สิงคโปร์เป็นเช่นเดียวกับหลายประเทศในเขตร้อนมีระดับความชื้นสัมพัทธ์อยู่ในระดับสูงระหว่าง 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์” Tan Swee Ching หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว “ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง อากาศจะอิ่มตัวไปด้วยน้ำ และผลก็คือเหงื่อจะแห้งช้า ทำให้เรารู้สึกว่ามันร้อนมากกว่าอุณภูมิอากาศที่เป็นจริง และไม่สบายตัวอย่างมาก ไฮโดรเจนใหม่ของเรามีเป้าหมายเพื่อทำให้อากาศเย็นลงโดยการเอาความชื้นออกจากอากาศด้วยประสิทธิภาพที่สูงมาก”

ในการเอาความชื้นออกจากอากาศไฮโดรเจนใหม่สามารถดูดซับน้ำได้มากกว่าสารดูดความชื้นทั่วไป เช่น ซิลิกาเจลหรือแคลเซียมคลอไรด์ ทำงานได้เร็วกว่าและยังใช้วัสดุน้อยกว่าอีกด้วย มันไม่ต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงานเหมือนกับระบบดูดความชื้นที่ใช้พลังงานสูงและระบบปรับอากาศ เพียงแค่เคลือบทับแบบง่ายๆบนผนัง, หน้าต่าง หรือแม้แต่พวกของตกแต่ง ก็สามารถทำงานได้แล้ว

ไฮโดรเจลใหม่สามารถลดความชื้นสัมพัทธ์จาก 80% ลงเหลือ 60% ซึ่งเป็นระดับที่รู้สึกสบายกำลังดีภายในเวลาเพียง 7 นาที มันสามารถลดความชื้นสัมพัทธ์ได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร เช่น ตามห้องโถงและห้องเรียนโดยไม่ต้องมีเครื่องปรับอากาศ เช่นเดียวกับตามในสวนหรือป้ายรถเมล์

หลังจากดูดเอาน้ำจากอากาศมาไว้ในตัวแล้ว ไฮโดรเจลจะกลายเป็นวัสดุทึบแสงและช่วยลดการส่งผ่านรังสีอินฟราเรดได้ราว 50% ซึ่งนั่นหมายถึงมันสามารถลดอุณภูมิของอากาศลงได้มากกว่า 7 °C มันจึงสามารถใช้ทำหน้าต่างไฮเทคที่ช่วยลดความร้อนจากแสงแดด พร้อมๆกับใช้เป็นม่านการรักษาความเป็นส่วนตัว

และหากนำมาใช้ร่วมกับเครื่องปรับอากาศ วัสดุใหม่นี้ก็จะช่วยให้เจ้าของบ้าน/อาคารประหยัดค่าไฟฟ้า เนื่องจากมันทำให้อากาศในห้องเย็นลงซึ่งทำให้เครื่องปรับอากาศใช้ไฟฟ้าน้อยลงในการควบคุมอุณหภูมิอากาศในห้อง

การใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจลใหม่ที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งคือการนำไปใช้เป็นหมึกนำไฟฟ้า (conductive ink) บนแผ่นวงจรพิมพ์ หรือแผ่น Printed Circuit Board ที่ใช้ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ ด้วยคุณสมบัติความเป็นเจลทำให้มันเหมาะมากกับการใช้ในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ประเภทที่ยืดหยุ่นได้ ไฮโดรเจลยังลบออกได้ง่ายด้วยน้ำส้มสายชู ทำให้แผ่นวงจรพิมพ์นำไปใช้ซ้ำได้ ช่วยลดขยะอิเล็คทรอนิกส์

นอกจากนี้ทีมวิจัยยังพบว่าไฮโดรเจลใหม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ราว 1.8 โวลต์ ซึ่งพอๆกับแบตเตอรี่ขนาด AA ด้วยศักยภาพในเรื่องนี้มันจึงสามารถนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น นาฬิกาดิจิตอล

ทีมวิจัยได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับการคิดค้นของพวกเขาไว้แล้ว และจะทำการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต่างๆของไฮโดรเจนที่มีอย่างหลากหลายต่อไป

 
 

ข้อมูลและภาพจาก nus.edu.sg, techexplorist

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *