วันนี้ ผมกลับมาเล่าต่อนะครับในเรื่องของนาโนเทคโนโลยี ที่จะเข้ามาช่วยทำให้ถนนในศตวรรษที่ 21 มีความน่าขับมากยิ่งขึ้น ในช่วงปีใหม่ที่จะถึงนี้ หากท่านผู้อ่านจะต้องออกไปเที่ยวต่างจังหวัด ก็ลองสังเกตดูนะครับ ว่าทางหลวงเมืองไทยนั้น พื้นถนนจะมีอยู่ 2 ประเภท คือที่เป็นคอนกรีต กับลาดยางมะตอย เวลารถวิ่งบนถนนคอนกรีตจะรู้สึกว่ามีเสียงดังเข้ามาและรู้สึกถึงการสั่นสะเทือน แต่พอรถผ่านเข้าไปสู่ถนนที่ลาดยางมะตอย ก็จะรู้สึกว่ารถวิ่งนิ่มดี ถนนเมืองไทยเมื่อก่อนก็มีแต่ลาดยางครับ แต่เดี๋ยวนี้ก็นิยมเทคอนกรีตมากขึ้น แต่พอรถบรรทุกวิ่งบดขยี้จนพังจะซ่อมยากมาก สุดท้ายพอทำใหม่ก็จะเปลี่ยนกลับมาเป็นยางมะตอยเหมือนเดิม วันนี้ผมจะขอพูดถึงนาโนเทคโนโลยีที่จะเข้ามาช่วยทำให้เกิดคอนกรีตแบบใหม่ ที่มีคุณสมบัติดีขึ้นครับ
คอนกรีต ประกอบด้วยวัสดุที่มีขนาดต่างๆ ผสมผสานกัน ตั้งแต่ในระดับที่มองเห็นด้วยตาเปล่า เล็กลงไปจนถึงระดับนาโน คอนกรีตเป็นวัสดุที่มีรูพรุนมากมาย ทั้งที่มีขนาดใหญ่และเล็กลงไปจนถึงระดับนาโน องค์ประกอบสำคัญที่ทำหน้าที่คล้ายกาวเกิดจากปฏิกริยาระหว่างซีเมนต์กับน้ำ ทำให้ได้โครงสร้างของแคลเซียม-ซิลิเกต-ไฮเดรต (C-S-H) ที่จะเป็นตัวประสานวัสดุผสมทั้งหลายแหล่ในคอนกรีตให้ยึดเกาะกัน หากมองลึกลงไปถึงระดับนาโน ก็จะพบว่าวัสดุประสานนั้นได้สร้างพันธะเคมีเข้ายึดเกาะกับวัสดุอื่นๆในคอนกรีต จำนวนและความแข็งแรงของพันธะเคมีเหล่านั้นเอง ที่สะท้อนความแข็งแรงของโครงสร้างคอนกรีตทั้งหมด ดังนั้นคำตอบของการทำให้คอนกรีตมีความแข็งแกร่ง จึงอยู่ที่จะต้องทำให้กาว C-S-H มีโครงสร้างนาโนที่ดี และทำหน้าที่ยึดเกาะประสานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในวงการวิจัยคอนกรีตได้พยายามหาคำตอบโดยใช้หลักการของนาโนศาสตร์เข้าไปทำความเข้าใจในพันธะเคมีเหล่านั้นว่าอยู่กันอย่างไร จะทำให้พันธะเคมีเหล่านั้นแข็งแกร่งขึ้นได้หรือไม่ ได้มีการทดลองใส่ผงนาโนซิลิกา (Silica Fume) ซึ่งเป็น วัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานกระจกเข้าไปในคอนกรีตแล้วพบว่าสามารถเพิ่มกำลังของคอนกรีตได้ ทั้งนี้หากใส่มากเกินไปก็จะไปลดความแข็งแรงของโครงสร้างได้ด้วยเช่นกันโดยอัตราส่วนที่ใส่เข้าไปแล้วได้กำลังอัดมากที่สุดนั้น ยังคงเป็นปริศนาอยู่ว่าเกิดจากอะไร ดังนั้นการศึกษาเพื่อให้เข้าใจการทำงานของคอนกรีตในระดับนาโนจึงมีความจำเป็น หากคิดจะพัฒนาคอนกรีตให้กลายเป็นซูเปอร์คอนกรีต คอนกรีตและซีเมนต์ในยุคต่อไปจะเป็นวัสดุผสมที่แท้จริง โดยมีการผสมผสานกับวัสดุอื่นๆ ได้หลากหลายนอกจากอนุภาคนาโนที่กล่าวมา เราสามารถนำคอนกรีตไปผสมกับเส้นใยนาโนของเหล็กเพื่อเพิ่มกำลังอัดและต้านทานการแตกร้าว ผสมกับอนุภาคดินนาโนและพอลิเมอร์ (Nanoclay-polymer) เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อสารเคมีและลดการซึมของน้ำ เป็นต้น
