จากดินตะกอนประปาและดินพอร์ซเลน สู่แนวคิดวัสดุเพื่อการแพทย์และสิ่งแวดล้อม

ตะกอนประปา ดินพอร์ซเลน

เมื่อนึกถึง “ขยะ” หรือ “ของเหลือจากโรงงาน” เรามักคิดว่าสิ่งเหล่านี้ไม่มีประโยชน์และต้องนำไปกำจัด แต่ในความเป็นจริง ของเหลือบางชนิดยังมีคุณสมบัติที่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ หากเรานำความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาช่วยค้นหาและพัฒนาคุณสมบัติของวัสดุ

“จะเปลี่ยนของเหลือจากอุตสาหกรรมให้กลายเป็นวัสดุที่มีประโยชน์ต่อมนุษย์ได้หรือไม่?”

จากดินเหลือใช้สู่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ โดยนักวิจัย ผศ.ดร.รุ่งโรจน์ ปิยะภานุวัตน์ ได้นำดินมาผ่านกระบวนการบำบัดกรด ช่วยกำจัดโลหะหนักปนเปื้อนและผ่านการเผาเพื่อกระตุ้นให้วัสดุมีคุณสมบัติที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ต่อ โดยผลการทดลองพบว่า การบำบัดด้วยกรดสามารถชะละลายโลหะหนักออกจากดินได้ และอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเผาคือ 650 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง

หลังจากผ่านกระบวนการดังกล่าว วัสดุมีทั้งส่วนที่มีโครงสร้างเป็นผลึกและส่วนที่ไม่มีโครงสร้างเป็นผลึก โดยมี ซิลิกอนไดออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ เป็นองค์ประกอบสำคัญ

นักวิจัยสามารถ “ปรับสภาพดินเหลือใช้” ให้กลายเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับนำไปพัฒนาต่อได้ จากนั้นนำวัสดุไปผสมเป็น ซีเมนต์และจีโอพอลิเมอร์ พร้อมเติมอะลูมินา แคลเซียมคาร์บอเนต และแคลเซียมฟอสเฟต เพื่อปรับ ความแข็งแรง ความหนาแน่น และความพรุน ให้เหมาะสม

วัสดุทดแทนกระดูกไม่ควรแข็งอย่างเดียว แต่ควรมีช่องว่างที่เหมาะสม เพื่อช่วยให้ของเหลวและเซลล์กระดูกสามารถเข้าไปยึดเกาะและเจริญเติบโตได้ และต้องเพิ่มสารเติมแต่ง ความพรุนเพิ่มขึ้น แต่กำลังอัดและความหนาแน่นลดลง นักวิจัยจึงต้องหาสัดส่วนที่สมดุลระหว่างความแข็งแรงและความพรุน สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่เอกสารอ้างอิงหรือคลิกลิงค์

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า ของเหลือจากอุตสาหกรรมสามารถนำกลับมาเพิ่มมูลค่าได้ จากดินตะกอนประปาและดินพอร์ซเลน สู่การพัฒนาเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสำหรับทดแทนกระดูกในอนาคต

อ้างอิง

รุ่งโรจน์ ปิยะภานุวัตน์ (2566). ผลของสารผสมเพิ่มต่อสมบัติทางวิศวกรรม เคมี ชีวภาพ และความเข้ากันของกระดูกของซีเมนต์-ปอซโซลาน และจีโอพอลิเมอร์ดินตะกอนประปา และดินพอร์ซเลนเพื่อการผลิตเป็นวัสดุเชื่อมต่อกระดูก [รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์]. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ราชบุรี.