"วัสดุอินเทอร์เฟซ" กุญแจสำคัญสู่ความยั่งยืนทางเทคโนโลยี

เมื่อกล่าวถึงเทคโนโลยีแห่งอนาคต คนส่วนใหญ่จะนึกถึงนวัตกรรมหรือโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ฟาร์มโซลาร์เซลล์ รถยนต์ไฟฟ้า กังหันลม โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ หุ่นยนต์ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้น เทคโนโลยีเหล่านี้ถูกมองว่าเป็นสัญลักษณ์ของความก้าวหน้า และเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างมากสำหรับการจัดการพลังงาน สิ่งแวดล้อมในระยะยาว

ปัญหาแผงโซลาร์เซลล์ที่เสื่อมสภาพเร็วกว่าที่คาด ชิปอิเล็กทรอนิกส์เสียหายจากการยึดเกาะไม่สมบูรณ์ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เสื่อมสภาพก่อนเวลา ปัญหาเหล่านี้ล้วนมีจุดร่วมเดียวกัน คือ  ความเสื่อมสภาพ ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานสะอาด และความมั่นคงของห่วงโซ่อุปทานของโลก

⚫️ "วัสดุอินเทอร์เฟซ" โจทย์สำคัญกับปัญหาด้านพลังงาน 

องค์การพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ได้ชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีพลังงานสะอาด ตั้งแต่แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม ไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้าและระบบกักเก็บแบตเตอรี่ ล้วนต้องพึ่งพาแร่ธาตุและโลหะจำนวนมาก แต่ทางออกของโลกไม่ใช่แค่การเร่งขุดหรือรีไซเคิลแร่ธาตุเหล่านั้น แต่คือการพัฒนา "วัสดุที่ดีขึ้น" เพื่อยืดอายุการใช้งานและลดการสิ้นเปลืองทรัพยากร

"วัสดุอินเทอร์เฟซ" (Interface Materials) มีความหนาเพียงไม่กี่นาโนเมตร แต่เป็นวัสดุที่มีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีสมัยใหม่ ตั้งแต่การช่วยให้พื้นผิวสองชนิดยึดเกาะกันอย่างเสถียร ปกป้องชิ้นส่วนจากออกซิเจน ความชื้น และการกัดกร่อน ไปจนถึงการควบคุมการเคลื่อนที่ของประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วัสดุที่นักวิทยาศาสตร์คุ้นเคยกันดีอย่าง SAMs (Self-assembled monolayers)   หรือชั้นโมเลกุลที่จัดเรียงตัวได้เองบนพื้นผิวและสามารถปรับแต่งการก่อตัว ขนส่งประจุ ต้านทานการเสื่อมสภาพของวัสดุได้ หรือ Silane coupling agents ช่วยเชื่อมต่อกระจก ออกไซด์ โพลีเมอร์ และโลหะเข้าด้วยกัน ช่วยเพิ่มการยึดเกาะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สารเคลือบ และบรรจุภัณฑ์ 

⚫️ โอกาสการขับเคลื่อนนาโนเทคของไทย

เพื่อให้สอดคล้องกับทิศทางของโลก ประเทศไทยเองก็ได้ตระหนักถึงความสำคัญนี้ กับเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูงและอินเทอร์เฟซ เพื่อขับเคลื่อนอุตสาหกรรมเป้าหมาย (New S-Curve) เช่นกัน

โดย ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC) สวทช. เป็นกำลังสำคัญในการวิจัยและพัฒนาวัสดุเคลือบผิวอัจฉริยะ เพื่อตอบโจทย์อุตสาหกรรมในประเทศ โดยเฉพาะการพัฒนาสารเคลือบพื้นผิวโซลาร์เซลล์ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรับแสงอาทิตย์ของแผงโซลาร์เซลล์ให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ดีขึ้น  ซึ่งเป็นโจทย์เฉพาะที่ไทยมีความได้เปรียบในการวิจัยอย่างแท้จริง

อีกทั้งการผลักดันโมเดลเศรษฐกิจ BCG (Bio-Circular-Green Economy) โดยกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) สำหรับการพัฒนาวัสดุอินเทอร์เฟซที่ช่วยยืดอายุผลิตภัณฑ์และลดขยะอิเล็กทรอนิกส์ จะเป็นอีกส่วนสำคัญที่ช่วยให้ไทยบรรลุเป้าหมาย Carbon Neutrality ภายในปี 2593 ได้อย่างยั่งยืน

อนาคตของอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อมของโลก อาจไม่ได้ถูกชี้วัดแค่ด้วยสร้างนวัตกรรมหรือการลงทุนในเทคโนโลยีอันใดอันหนึ่ง แต่ยังรวมถึงความเข้าใจองตค์ประกอบในวัสดุที่นำมาใช้ เพื่อบูรณาการชิ้นส่วนอย่าง "วัสดุอินเทอร์เฟซ"  เข้ากับเทคโนโลยี ที่อาจเป็นจุดชี้วัดว่าเราจะสามารถพลิกโฉม และยกระดับโครงสร้างพื้นฐานไปสู่ความยั่งยืนในระยะยาวได้อย่างแท้จริงหรือไม่