ตุ๊กแก

กาวจากธรรมชาติ

แนวโน้มต่างๆ

ธรรมชาติเป็นห้องทดลองขั้นสุดยอดและเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตที่ผลิตกาวที่มีคุณสมบัติน่าทึ่ง

Text Isabel Überhoff
สายไหม

ชีวภาพอย่างเต็มที่

จากการสังเคราะห์แสงสู่ผิวใบบัว ธรรมชาติสร้างสิ่งอัศจรรย์ที่น่าทึ่งมากมาย ซึ่งสิ่งเหล่านั้นทำให้เราประหลาดใจ และบางครั้งก็ทำให้เรา ‘ตาร้อน’ ด้วยความอิจฉา นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาสารและผลิตภัณฑ์ที่เลียนแบบสิ่งอัศจรรย์ทางธรรมชาติ และพวกเขาก็ทำสำเร็จเช่นเดียวกับการประดิษฐ์พื้นผิวที่ทำความสะอาดตัวเองได้ดังที่เห็นได้จาก ‘ปรากฏการณ์น้ำกลิ้งบนใบบัว’ เมื่อพูดถึง “สารติดยึดที่มีคุณสมบัติหลากหลายและใช้งานได้อย่างอเนกประสงค์” ธรรมชาติคือแหล่งข้อมูลปริมาณมหาศาลสำหรับการวิจัย ที่ใดมีชีวิต ... ที่นั่นมีพลังยึดเหนี่ยว

 

ตัวอย่างเช่น น้ำตาล เนื่องจากเป็นสารเคมีกลุ่มย่อยของคาร์โบไฮเดรต ในระดับเซลล์ น้ำตาลจึงเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานที่ยอดเยี่ยมและมีความสำคัญต่อพืชและสัตว์ แต่นั่นไม่ใช่คุณสมบัติทั้งหมด ภายใต้เงื่อนไขบางประการ น้ำตาลยังทำงานเป็นกาวที่มีประสิทธิภาพได้ เด็กทุกคนที่เลียนิ้วเหนียว ๆ ของตัวเองหลังจากกินขนมสายไหมรู้เรื่องนี้ดี เนื่องจากเมื่อผ่านความชื้น น้ำและออกซิเจนที่มีอยู่ในผลึกน้ำตาลจะแยกออกจากกัน ไฮโดรเจนซึ่งเป็นตัวทำปฏิกิริยาต้องการที่จะสร้างพันธะอีกครั้ง จึงยึดติดกับทุกอย่างที่อยู่ใกล้

“ทุกสิ่งที่สร้างจากน้ำตาล ที่สุดแล้วก็คือสารติดยึดอย่างหนึ่ง”
Andreas Westphal

ฝ่ายวิเคราะห์ของ tesa

ตามรอยธรรมชาติ!

เมื่อพูดถึงกาว อาณาจักรสัตว์และพืชก็มีโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับทุกวัตถุประสงค์ กาวซูเปอร์กลูและคืนสภาพเดิมได้น่ะหรือ? เมือกของทากพิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าเป็นไปได้ แล้วการยึดติดอย่างแข็งแรงยาวนานในน้ำ และยังติดยึดได้ดีบนพื้นดินที่แห้งด้วยล่ะ? เพรียงและหอยแมลงภู่ทำสิ่งนี้ได้สำเร็จมาเป็นเวลาหลายล้านปี มีกาวที่ดึงออกได้โดยไม่ทิ้งร่องรอย พร้อมติดยึดได้ทั้งพื้นผิวเรียบและพื้นผิวขรุขระหรือเปล่า? ตีนตุ๊กแกทำเช่นนั้นได้ตลอดทั้งชีวิตของมัน 

ความแข็งแรงของกาวที่ปรับได้ ดึงออกได้ และที่สุดยอดคือใช้ซ้ำได้ ผลิตภัณฑ์ tesa เช่น tesa Powerstrips® และระบบยึดติดอัจฉริยะได้รวมคุณสมบัติพื้นฐานเหล่านี้ไว้แล้ว อย่างไรก็ตาม ประเด็นต่าง ๆ เช่น การผลิตที่ยั่งยืนและความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพก็มีบทบาทสำคัญมากขึ้นเช่นกัน “เทปบรรจุภัณฑ์กระดาษและกระบวนการผลิตที่ปราศจากตัวทำละลาย ทำให้เราใกล้ชิดกับธรรมชาติมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีอีกหลายอย่างที่จะเกิดขึ้นได้” Bastian Brinkmann ผู้จัดการด้านนวัตกรรม กล่าวโดยมองไปที่อนาคตของสาขาการวิจัยและพัฒนาที่ยังเติบโตได้

ทาก

1.3

ตัน

คือน้ำหนักของสารโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีความเหนียว ซึ่งเป็นสารที่หลั่งออกมาจากแบคทีเรียชื่อ ‘Caulobacter crescentus’ โดยมีขนาดเพียงเท่ากับเหรียญเซนยูโร กาวที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก

แหล่งที่มา: Spiegel

“ธรรมชาติทำหน้าที่เป็นแบบอย่างให้เราได้สองทาง หนึ่งคือมุมมองสำหรับโซลูชันที่มีนวัตกรรมและประสิทธิภาพสูง แต่เหนือสิ่งอื่นใดคือความยั่งยืน”
Bastian Brinkmann

ผู้จัดการนวัตกรรม

ใยแมงมุม

ความฝันที่มนุษยชาติชื่นชอบ: สไปเดอร์แมน

ยอดคนเหนือมนุษย์ พลังเหนือธรรมชาติ กาวซูเปอร์กลู เราฝันถึงความเป็นไปได้ของสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้เหล่านี้ แต่เมื่อมองอีกมุมหนึ่ง ใยแมงมุมของแมงมุมใยกลมนั้นต้านทานได้ทั้งแรงลมและสภาพอากาศ ทั้งแสง UV และฝนไม่อาจทำให้ประสิทธิภาพของใยเหล่านี้ลดลงได้ เป็น ‘โครงข่าย’ ที่แข็งแกร่งเช่นเดียวกับอาวุธวิเศษของฮีโร่ในการ์ตูนไซไฟอย่างสไปเดอร์แมน แต่แม้กระทั่งในงานวิจัยกาวแบบธรรมดา ๆ คำถามที่สำคัญก็คือ เราจะใช้พลังพิเศษของสารคัดหลั่งอันเหนียวหนึบของแมงมุมได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์จากมหาวิทยาลัยแอครอน (สหรัฐอเมริกา) เข้าใกล้คำตอบของคำถามที่ว่ามันเกาะติดได้เหนียวแน่นได้อย่างไร แม้ในสภาพที่มีความชื้นสูง ดังนี้: ส่วนประกอบที่ดูดความชื้นในสารคัดหลั่งจะดูดซับความชื้นและทำให้ความชื้นไม่เป็นอันตรายต่อโครงสร้างใย

อีกตัวอย่างหนึ่งของการค้นหาข้อดีของการพัฒนากาวชีวภาพคือโครงการที่ดำเนินการหลายปีที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีฮัมบูร์ก (เยอรมนี) ซึ่ง tesa เป็นหนึ่งในพันธมิตรของโครงการดังกล่าว โครงการนี้วิจัยเกี่ยวกับลิกนินที่เป็นส่วนประกอบของไม้ ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติที่การใช้เป็นกาวได้ พอลิเมอร์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติอาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่งนอกเหนือจากการใช้งานพอลิเมอร์ที่มาจากปิโตรเลียม แหล่งผลิตลิกนินอย่างไม้หรือฟางข้าวจะแตกต่างจากวัตถุดิบฟอสซิล เพราะเป็นวัตถุดิบหมุนเวียน สามารถปลูกได้ และเมื่อเผาก็จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเท่าที่มีเท่านั้น

shutterstock_110949389

การศึกษาโครงสร้างทางชีวเคมีของการเกิดกาวตามธรรมชาติ คุณสมบัติที่ถูกต้อง ประโยชน์และการใช้งานที่เป็นไปได้ เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น แต่ก็เป็นจุดเริ่มต้นที่ความเป็นไปได้ ดังที่การค้นพบและการพัฒนาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็น เมื่อเมือกหอยทากแห้ง ความหนืดของมันจะยึดติดพื้นผิวอย่างแน่นหนา แต่ทันทีที่เมือกดังกล่าวเหลว เมือกก็หลุดออกจากพื้นผิวได้อย่างง่ายดาย ในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย (สหรัฐอเมริกา) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเจลโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน โดยจะเปลี่ยนจากสารที่ยืดหยุ่นหลุดออกได้ ให้เป็นก้อนแข็งใสแบบกาวซูเปอร์กลู และคืนสภาพเดิมได้ โดยขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำ ในการค้นหานวัตกรรม ห้องปฏิบัติการของ tesa ได้ค้นพบกับเทคโนโลยีที่น่าตื่นเต้นพร้อมคุณสมบัติยึดติดที่คล้ายตีนตุ๊กแก โซลูชันสำหรับการดึงออกโดยไม่มีเศษติดค้างและใช้งานได้ซ้ำบนพื้นผิวที่หลากหลาย แม้บนพื้นผิวที่ขรุขระและสกปรก สิ่งนี้เข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น