เกาหลีใต้คิดค้น “กาวกุหลาบ” กาวชีวภาพรักษ์โลก ปรับความเหนียวได้โดยใช้ “แสง”

นักวิจัยด้านวัสดุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติจอนบุก (Jeonbuk National University) ประเทศเกาหลีใต้ ทำการคิดค้นและพัฒนา "กาวอัจฉริยะจากน้ำมันกุหลาบ" ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษคือสามารถ “สั่งให้กาวเหนียวขึ้น หรือคลายความเหนียวลง เพื่อติดหรือแกะออกได้ด้วยแสง”

“กาวกุหลาบ” คืออะไร ?

“กาวกุหลาบ” ถูกพัฒนาขึ้นโดยใช้น้ำมันกุหลาบเกือบ 95% ของส่วนผสมทั้งหมด ทำให้เป็นกาวที่ทำขึ้นมาจากวัสดุชีวมวล (Bio-based material) แตกต่างจากกาวทั่วไป ที่ผลิตจากสารเคมีปิโตรเลียม โดยคุณสมบัติสำคัญคือสามารถสลับสถานะระหว่างความเหนียว “ติดแน่น” และการสั่งให้คลายการเกาะยึด หรือ “หลุดออก” ได้ตามต้องการ โดยไม่ต้องใช้แรงดึง ความร้อนสูง หรือสารเคมีรุนแรง

หลักการทำงานของ “กาวกุหลาบ”

หัวใจของกาวกุหลาบนี้คือโครงสร้างพอลิเมอร์ที่ตอบสนองต่อแสง (Photo-responsive polymer) โดยเมื่อได้รับแสงอัลตราไวโอเลต (UV) โครงสร้างโมเลกุลจะเปลี่ยนไป ทำให้กาวอ่อนตัว หรือกลายเป็นของเหลว ส่งผลให้แรงยึดติดลดลง สามารถแยกออกจากพื้นผิวได้ง่าย

และเมื่อกลับมาอยู่ภายใต้แสงที่มองเห็นได้ (Visible Light) โครงสร้างโมเลกุลของกาว ก็จะกลับสู่สภาพเดิม โดยจะแข็งตัวและกลับมายึดติดแน่นอีกครั้ง และกระบวนการทั้ง 2 อย่างนี้ ยังสามารถทำซ้ำได้หลายรอบ โดยกาวยังคงประสิทธิภาพการยึดติดไว้ได้มากกว่าร้อยละ 90

ส่วนประกอบของ “กาวกุหลาบ”

ส่วนประกอบหลัก ๆ ของกาวกุหลาบคือโมเลกุลขนาดเล็ก หรือ โมโนเมอร์ (Monomer) ที่เมื่อหลาย ๆ โมโนเมอร์มาเชื่อมต่อกัน จะเกิดเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า พอลิเมอร์ (Polymer) โดยในกาวกุหลาบนี้มีโมโนเมอร์อยู่  2 ชนิด ด้วยกัน ประกอบไปด้วย TGMM ที่ได้จากน้ำมันกุหลาบ ซึ่งช่วยเรื่องความยืดหยุ่นและการย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ส่วนประกอบที่สองคือ AAMM เป็นโมโนเมอร์ที่ตอบสนองต่อแสง ทำให้สามารถสลับสถานะได้ด้วยแสง ตามที่กล่าวไปก่อนหน้า

“กาวกุหลาบ” กับการทดสอบใช้งานจริง

จากการทดสอบ กาวจากน้ำมันกุหลาบสามารถยึดติดกับวัสดุได้หลากหลาย เช่น โลหะ พลาสติก ยาง แก้ว กระดาษ และไม้ก๊อก นอกจากนี้ยังสามารถปรับสถานะได้ด้วย “ความร้อน” ที่จะทำให้อ่อนตัวลง และเมื่อกาวเย็นลง จะกลับมาแข็งอีกครั้ง หรือ “ตัวทำละลายบางชนิด” อย่างโคโรฟอร์ม เมื่อสารละลายระเหยออก กาวกลับมาจะกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง

ความพิเศษของกาวกุหลาบนี้ คือการเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดการใช้สารเคมีอันตราย และยังช่วยลดขยะจากกาวแบบใช้ครั้งเดียว เหมาะกับการนำไปใช้กับพวกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถอดซ่อมได้ เช่น ใช้ยึดแผงวงจรหรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เวลาซ่อมหรือรีไซเคิล แค่ฉายแสง UV ก็แกะออกได้ง่าย ๆ เป็นต้น

บทความวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Chemical Engineering Journal :  sciencedirect.com/science