ทิศทางการพัฒนาวัสดุในอนาคต

1. วัสดุที่มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Sustainable Material) วัสดุประเภทนี้ได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นในปัจจุบัน มากกว่าที่จะเป็นเพียงแค่เทรนด์ ได้แก่ การใช้พลังงานอย่างประหยัดและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำในกระบวนการผลิต การรีไซเคิล การเลือกใช้วัสดุและการออกแบบโดยคำนึงถึงประโยชน์สูงสุดของการใช้งานและการเหลือทิ้งเป็นขยะ ให้น้อยที่สุด การใช้วัสดุจากธรรมชาติเพราะสามารถย่อยสลายกลับคืนสู่ดินได้ เป็นต้น บริษัททั่วโลกต่างพากันเปิดเผยข้อมูลด้านการเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่แสดงถึงความพยายามในการปรับปรุงและพัฒนาอย่างตั้งใจจากองค์กร แม้อยู่คนละประเทศก็สามารถเข้าใจในศักยภาพ ที่แสดงถึงความยั่งยืนของแต่ละบริษัทได้ เพราะใช้มาตรฐานการวัดระดับสากลเหมือนกัน เช่น ISO14000, การประเมินวัฎจักรชีวิต (Life Cycle Assessment,LCA), และหลักเกณฑ์ การประเมินอาคารเขียว (Leadership in Energy and Environmental Design, LEED) เป็นต้น

2. พลาสติกจากพืชที่แข็งแรงทนทาน (Durable Bioplastic) เป็นวัสดุทางเลือกที่ไม่ได้ผลิตจากน้ำมันเหมือนพลาสติกรูปแบบเดิมที่ใช้กันอยู่อย่างแพร่หลายตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เช่น พีวีซี โพลีเอสเตอร์ และไนลอน เป็นต้น แต่ได้มาจากพืชจำพวกข้าวโพดมันสำปะหลัง และอ้อย แทน วัสดุนี้ได้ถูกพัฒนาให้มีคุณสมบัติเทียบเท่ากับพลาสติกจากน้ำมันและตรงตามจุดประสงค์ของการใช้งาน

เพราะความกังวลของพ่อแม่เกี่ยวกับสารพิษ สารก่อมะเร็งและโลหะหนักในของเล่นที่ทำจากพลาสติกทั่วไป ผู้ผลิตของเล่นเด็กในประเทศสหรัฐอเมริกาอย่างบริษัทกรีนดอท จึงตัดสินใจเลือกใช้พลาสติกจากพืชที่ไม่เป็นพิษ แข็งแรงทนทานและย่อยสลายเป็นปุ๋ยในสภาวะที่เหมาะสมได้ โดยมีข้อดีอื่น ๆ อีก คือ ประกอบขึ้นรูปได้ง่าย มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าทำให้ไม่เปลืองพลังงานและมีรอบการทำงานที่เร็วขึ้น และพิมพ์บนพื้นผิวได้ง่าย

3. วัสดุลูกผสม (Hybrid Material) เป็นการผสมผสานและทำงานร่วมกันของวัสดุ 2 ประเภท เพื่อให้ได้คุณสมบัติและตอบโจทย์การใช้งานที่กว้างขึ้น เช่น เทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ (wearable technology) เป็นการผสมผสานระหว่างผ้าที่ทอด้วยเส้นด้ายนำไฟฟ้าที่สามารถต่อกับเซนเซอร์เพื่อวัดอัตราการเต้นของหัวใจ และระดับการเผาผลาญของแคลอรี ขณะที่กำลังออกกำลังกายได้ หรือวัสดุลูกผสมที่ เรียกว่า Schulatec® TinCo ที่มีการผสมกันของพลาสติกและโลหะ ทำให้ขึ้นรูปได้ง่ายเนื่องจากพลาสติกใช้ความร้อนในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าโลหะ ซึ่งประหยัดพลังงานได้มากและนำไฟฟ้าได้ดี

4. การลดค่าใช้จ่าย (cost reduce) วัสดุที่มีราคาสูงถูกแทนที่ด้วยวัสดุที่ราคาถูกลงเพื่อลดค่าใช้จ่ายดูเหมือนจะเป็นเทรนด์ที่เกิดขึ้นอย่างถาวรไปแล้ว นอกเหนือจากความพยายามปรับเปลี่ยนกระบวนการจัดการและการบริหารการผลิตให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่ราคาฝ้ายแพงและขึ้นลงไม่แน่นอน ผู้ผลิตก็หันมาใช้ด้ายสปันโพลีเอสเตอร์ที่พยายามทำเลียนแบบฝ้าย ในราคาที่มีความผันผวนน้อยกว่าแทนเป็นต้น

5. วัสดุที่ช่วยทำให้สุขภาพดีขึ้น (health product) เรายอมเสียเงินซื้อเสื้อผ้าที่สามารถช่วยทำให้สุขภาพดีขึ้น เช่น เสื้อผ้าที่ใช้เทคโนโลยีนาโนซิลเวอร์ในการฆ่าเชื้อโรคและกำจัดกลิ่น การใช้เส้นใยชนิดพิเศษที่ดูดซับเหงื่อได้รวดเร็ว การใช้เส้นใยที่สามารถปรับอุณหภูมิร่างกายให้คงที่เมื่ออากาศเปลี่ยนแปลง การใช้เส้นใยที่สามารถดูดซับความร้อนและปล่อยออกมาเป็นรังสี Far Infrared ที่ช่วยกระตุ้นให้เลือดหมุนเวียนได้ดีขึ้น บริษัทยูนิโคล ร่วมมือกับบริษัท โทเร ในประเทศญี่ปุ่น คิดค้นนวัตกรรม Heattech ผลิตผ้าที่บางเพียง 0.55 มิลลิเมตร ออกมาเพื่อต่อสู้ความหนาวเย็นโดยที่ผ้าชนิดนี้สามารถผลิตความร้อนได้จากความชื้นที่ระเหยออกจากร่างกายของเราแล้วเก็บกักไว้ในเส้นใยเพื่อให้ความอบอุ่นกับผิวหนังโดยไม่จำเป็นต้องใช้ผ้าหนา ๆ อีกต่อไป

6. รีไซเคิลสินแร่หายาก (mining landfill) สินแร่หายากเป็นวัตถุดิบสำคัญที่ใช้ในสินค้า Hi-tech หลายประเภทเช่นโทรทัศน์จอแบนหรือโทรศัพท์มือถือ Smart phone โดยที่จีนเป็นผู้ผลิต 97% ของโลก ขณะนี้จีนได้จำกัดการส่งออกสินแร่หายาก ซึ่งทำให้จีนได้เปรียบบริษัทต่างชาติเนื่องจากมีต้นทุนการผลิตต่ำกว่า ดังนั้นประเทศเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เป็นคู่แข่งจึงพยายามที่จะรีไซเคิลสินแร่หายากจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ นอกเหนือจากความพยายามในการหาวัตถุดิบจากแหล่งอื่น ๆ

สินแร่หายากที่นำมาใช้ในทางอุตสาหกรรมมีอยู่ 5 ประเภท คือ สแคนเดียม (Scandium) ที่ใช้ในอุตสาหกรรมขุดเจาะน้ำมันโพรมีเทียม (Promethium) ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ แลนทานัม (Lanthanum) ใช้ในอุตสาหกรรมภาพยนตร์และกล้องถ่ายรูป อิตเทรียม (Yttrium) ใช้ในการผลิตโทรทัศน์และเตาอบไมโครเวฟ และเพรซีโอดีเมียม (Praseodymium) ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตใยแก้วนำแสงและเครื่องยนต์ของเครื่องบิน

7. เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar call) บริษัทต่าง ๆ พยายามพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar call) ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น มีขนาดเล็กลง ใช้งานได้หลากหลายขึ้นในรูปของฟิล์มที่ยืดหยุ่นได้ จากรูปแบบเดิมที่เป็นแผ่นแข็ง และมีราคาถูกลง เมื่อเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar call) มีคุณภาพดีขึ้น เราจะสามารถชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ และโทรศัพท์มือถือได้สะดวกขึ้น เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar call) ทำให้พื้นที่ห่างไกล มีไฟฟ้าใช้ ช่วยให้คนจำนวนมากมีชีวิตที่ดีขึ้น

8. อิเล็กทรอนิกส์โปร่งใส (Transparent electronics) กำลังเป็นที่นิยมอย่างมากในปี 2010 ตลาดของสินค้าประเภทอิเล็กทรอนิกส์โปร่งใสทั่วโลกมีมูลค่าสูงถึงเกือบ76.4 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐ เราได้เห็นตัวอย่างของวัสดุประเภทนี้ในภาพยนตร์หลายเรื่อง เช่น แผ่นกระจกใสที่มีข้อความและรูปภาพปรากฏขึ้น เมื่อเปิดสวิตซ์ใช้งานและเห็นการใช้ไฟ LED กับฟิล์มพลาสติกใสในรูปแบบต่าง ๆ