ประเดิมตัวอย่างแรกที่น่าสนใจคือ "คอมโพสิตขั้นสูง" วัสดุเชิงวิศวกรรมที่ทำจากวัสดุที่เป็นส่วนประกอบตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปที่มีคุณสมบัติทางกายภาพหรือทางเคมีที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ขึ้นชื่อในเรื่องอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนัก ความต้านทานการกัดกร่อน ความทนทานที่ยอดเยี่ยม และความยืดหยุ่นในการออกแบบ ทำให้มีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น มีอายุการใช้งานยาวนาน น้ำหนักเบา ซึ่งนำไปสู่การประหยัดพลังงานและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

            นวัตกรรมวัสดุประเภทนี้พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การบินและอวกาศสำหรับส่วนประกอบของเครื่องบิน ยานยนต์สำหรับรถยนต์น้ำหนักเบาและประหยัดเชื้อเพลิง รวมถึง "การก่อสร้างสำหรับโครงสร้างที่แข็งแกร่งและทนทาน" สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม โดยใช้ในการผลิตคานและเสาที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง เพื่อรองรับโครงสร้างอาคารโรงงาน รวมถึงมักใช้สำหรับชานชาลาและทางเดินยกระดับภายในโรงงาน เนื่องจากมีความทนทานและต้านทานการกัดกร่อน ขณะเดียวกันยังสามารถรวมเข้ากับการก่อสร้างองค์ประกอบส่วนหน้าตกแต่งเพื่อเพิ่มความสวยงามให้กับอาคารโรงงาน

            ด้วยคุณสมบัติที่เหนือกว่าทำให้คอมโพสิตขั้นสูงเป็นตัวเลือกวัสดุที่สำคัญในงานวิศวกรรมและการออกแบบสมัยใหม่ โดยคาดว่าตลาดคอมโพสิตทั่วโลกจะมีมูลค่าถึง 168,600 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ภายในปี 2570 โดยมีอัตราเติบโตเฉลี่ยสะสมต่อปี (CAGR) ที่ 8.2% ตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2570

            นอกจากนี้ ยังมี "วัสดุอัจฉริยะ" ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในลักษณะควบคุมและคาดการณ์ได้เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก วัสดุเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อแสดงคุณลักษณะเฉพาะหรือพฤติกรรมภายใต้เงื่อนไขบางประการ ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานต่าง ๆ รวมถึงการก่อสร้างโรงงาน เช่น หน้าต่างอิเล็กโทรโครมิก สามารถปรับความโปร่งใสแบบไดนามิกเพื่อควบคุมความร้อนและแสง ช่วยลดการใช้พลังงานภายในโรงงาน ตอบโจทย์เทรนด์การผลิตที่ยั่งยืนได้เป็นอย่างดี

            ขณะที่การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมก่อสร้างได้จุดประกายให้เกิดการสร้างสรรค์วัสดุก่อสร้างที่ล้ำสมัยพร้อมฟังก์ชันการทำงานที่ดียิ่งขึ้น โดยตอบโจทย์ทั้งในเรื่องความทนทาน และความยั่งยืน ตัวอย่างเช่น คอนกรีต ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้บ่อยในการก่อสร้าง มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของโรงงาน แต่ "วัสดุนาโน" เช่น  คอนกรีตซ่อมแซมตัวเองด้วยนาโนเทคโนโลยี เป็นคำตอบที่ก้าวล้ำสำหรับปัญหานี้ เพราะสามารถแก้ไขรอยแตกร้าวได้ด้วยตัวเองด้วยการรวมไมโครแคปซูลเข้ากับสารเคมี โดยไมโครแคปซูลเหล่านี้จะแตกออกเมื่อมีรอยแตกร้าว ปล่อยสารเคมีที่ใช้รักษาออกมา เพื่อสร้างสารตัวเติมที่เป็นของแข็ง จึงปิดผนึกรอยแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกเหนือจากการยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างคอนกรีตแล้ว เทคโนโลยีนี้ยังช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาลงอย่างมากพร้อมทั้งเพิ่มความปลอดภัยให้กับโรงงานอีกด้วย ส่วนวัสดุที่มีโครงสร้างนาโนที่มีค่าการนำความร้อนต่ำเป็นพิเศษอย่างแอโรเจล ถือเป็นฉนวนที่ดีมาก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอาคารประหยัดพลังงาน เนื่องจากมีความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อนที่โดดเด่น แม้จะมีน้ำหนักเบาและบางก็ตาม

            นอกจากนี้ ยังมีการใช้นาโนเซนเซอร์สำหรับการตรวจสอบสุขภาพเชิงโครงสร้าง เนื่องจากความสมบูรณ์ของโครงสร้างของอาคารและโครงสร้างพื้นฐานเป็นสิ่งสำคัญในภาคการก่อสร้าง นาโนเซนเซอร์นำเสนอแนวทางใหม่ในการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างแบบเรียลไทม์ เซ็นเซอร์ขนาดเล็กเหล่านี้ซึ่งสามารถวางไว้ในวัสดุก่อสร้างเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้าง ความตึงเครียด และความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ทำให้สามารถตรวจสอบสุขภาพของโครงสร้างได้อย่างต่อเนื่อง ทั้งปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิ ความชื้น ระดับมลภาวะ และระบุข้อบกพร่อง รอยแตก และตัวบ่งชี้การเสื่อมสภาพตั้งแต่เนิ่น ๆ  เป็นหนึ่งในวิธีการการบำรุงรักษาเชิงรุก ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรงและเพิ่มอายุการใช้งานของอาคารโรงงาน ด้วยการใช้วัสดุขั้นสูงต่าง ๆ  จะทำให้โรงงานอุตสาหกรรมยุคใหม่ก้าวล้ำนำหน้าและตอบโจทย์ทั้งด้านกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความยั่งยืน

            โปรดติดตามสารพันเรื่องราวเทคโนโลยีล้ำ ๆ ในแวดวงก่อสร้างที่ FacTech Blogs ของเราอย่างต่อเนื่อง รวมถึงขอเชิญทุกท่านร่วมชมงาน FacTech 2024 งานแสดงสินค้าแห่งเดียวในอาเซียนเพื่อการก่อสร้าง ซ่อมบำรุง บริหารทรัพยากรและเทคโนโลยีทุกประเภทที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ในวันที่ 19-22 มิถุนายน 2567 ณ ไบเทค บางนา

Sources:

https://www.machinemfg.com/new-materials/

https://neuroject.com/nanotechnology-in-construction/