อุตสาหกรรมวัสดุ_materials industry

เทรนด์และนวัตกรรมของวัสดุอุตสาหกรรม 10 อันดับปี 2022

คุณอยากรู้หรือไม่ว่าเทรนด์วัสดุอุตสาหกรรมและบริษัทสตาร์ทอัพแบบใด จะส่งผลต่อธุรกิจของคุณในอีกไม่ช้านี้?

“Top 10 Materials Industry Trends & Innovations in 2022” จากการสำรวจงานวิจัยเชิงลึกของอุตสาหกรรมวัสดุรวมรวบบริษัทสตาร์อัพและบริษัทสเกลอัพ 2,453 รายการ และขับเคลื่อนโดยใช้ข้อมูลเชิงลึกในโซลูชันที่ใช้เทคโนโลยี จากแผนผังนวัตกรรมวัสดุของเรา!

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงาน ยานยนต์ โลจิสติกส์ การผลิต การก่อสร้าง และอุตสาหกรรมอื่นๆ ร่วมกับการพัฒนานวัตกรรมอุตสาหกรรม 4.0 ผลักดันให้เกิดความต้องการวัสดุใหม่ๆ เทรนด์ของอุตสาหกรรมวัสดุมีตั้งแต่โซลูชันเพื่อความยั่งยืน น้ำหนักเบา การพิมพ์ 3 มิติ และวิศวกรรมพื้นผิว ไปจนถึงการพัฒนาวัสดุอัจฉริยะ สูตรนาโน และคอมโพสิตขั้นสูงด้วยคุณสมบัติที่ยกระดับขึ้นมากกว่าเดิม นอกจากนี้ การนำปัญญาประดิษฐ์ (AI) แมชชีนเลิร์นนิง (ML) และการจัดการข้อมูลไปใช้อย่างแพร่หลายช่วยกระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์เกิดการสำรวจและพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็วขึ้นมาก สำคัญคือช่วยเร่งเวลาในการออกสู่ตลาดจากสองทศวรรษเหลือเพียงไม่กี่ปีเท่านั้นได้อย่างไม่น่าเชื่อ

เครดิตภาพ: www.startus-insights.com

จากการสำรวจการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับเทรนด์อุตสาหกรรมวัสดุและสตาร์ทอัพอันดับต้นๆ ของโลก ได้มีการวิเคราะห์ตัวอย่างบริษัทสตาร์ทอัพและสเกลอัพ (startups & scaleups) ทั่วโลก 2,453 รายการ ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือ ความอัจฉริยะด้านนวัตกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล (Data-driven innovation intelligence) ได้ช่วยให้เกิดการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์ที่ดียิ่งขึ้น โดยให้ภาพรวมของเทคโนโลยีอุบัติใหม่และสตาร์ทอัพในอุตสาหกรรมวัสดุ ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้ได้มาจากการทำงานร่วมกับ StartUs Insights Discovery Platform ที่ขับเคลื่อนด้วย Big Data และปัญญาประดิษฐ์ ซึ่งครอบคลุมบริษัทสตาร์ทอัพและบริษัทสเกลอัพมากกว่า 2,093 000 รายทั่วโลก แพลตฟอร์มนี้นำเสนอภาพรวมที่ละเอียดถี่ถ้วนของเทคโนโลยีอุบัติใหม่ในสาขาเฉพาะได้อย่างรวดเร็ว ตลอดจนระบบริษัทสตาร์ทอัพและบริษัทสเกลอัพที่เกี่ยวข้องในปัจจุบัน


เครดิตภาพ: www.startus-insights.com

เทรนด์วัสดุอุตสาหกรรม 10 อันดับแรกในปี 2022

  1. วัสดุที่ยั่งยืน (Sustainable Materials)
  2. วัสดุอัจฉริยะและตอบสนองได้ดี (Smart & Responsive Materials)
  3. นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology)
  4. การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing, AM)
  5. วัสดุน้ำหนักเบา (Lightweighting)
  6. วัสดุสารสนเทศ (Material Informatics)
  7. วัสดุคอมโพสิตขั้นสูง (Advanced Composites)
  8. วัสดุกราฟีนและ 2D (Graphene & 2D Materials)
  9. วิศวกรรมพื้นผิว (Surface Engineering)
  10. การจัดการวัสดุ 4.0 (Materials Management 4.0)

จากการจัดอันดับนวัตกรรมด้านวัสดุ แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากเทรนด์วัสดุอุตสาหกรรม 10 อันดับแรกในปี 2022 ในปัจจุบันบริษัทสตาร์ทอัพ สามารถพัฒนาวัสดุที่ยั่งยืน อัจฉริยะ และตอบสนองได้เป็นอย่างดี พร้อมทั้งคุณสมบัติทางกายภาพ ตัวอย่างเช่นพลาสติกย่อยสลายได้ ผ้าที่ปรับความร้อนได้ (Thermally adaptive fabric) หรือจอแสดงผลแบบยืดหยุ่น รวมทั้งวัสดุนาโนและวัสดุชีวภาพ ที่มอบฟังก์ชันการทำงานใหม่ให้กับวัสดุที่มีอยู่ อีกทั้งยังสามารถขยายขอบเขตของนวัตกรรมการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (AM) คอมโพสิตขั้นสูง และวัสดุ 2D ยังนำไปสู่การพัฒนาวัสดุน้ำหนักเบาต่างๆ นอกจากข้อมูลด้านวัสดุและการจัดการแล้ว วิศวกรรมพื้นผิวยังส่งผลต่ออุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่พลังงาน ยานยนต์ และการก่อสร้าง ไปจนถึงเทคโนโลยีชีวภาพ การดูแลสุขภาพ และสิ่งทอ

เครดิตภาพ: www.startus-insights.com


Heat Map บริษัทสตาร์อัพทั่วโลก ครอบคลุมอุตสาหกรรมวัสดุ 2,453 แห่ง

The Global Startup Heat Map หรือแผนภูมิความร้อนแรงของบริษัทสตาร์ทอัพทั่วโลก จากภาพแสดงการกระจายทั่วโลกของบริษัทสตาร์ทอัพและบริษัทสเกลอัพ 2 453 แห่ง จากผลการวิเคราะห์งานวิจัยครั้งนี้ Heat Map สร้างขึ้นผ่านแพลตฟอร์ม StartUs Insights Discovery จากแผนผังจะเห็นได้ว่ายุโรปและสหรัฐอเมริกาเป็นที่ตั้งของบริษัทส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีการเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ ทางฝั่งเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ออสเตรเลีย และอินเดียเช่นกัน
จากภาพเราจะพบว่า บริษัทสตาร์ทอัพและสเกลอัพ 20 แห่ง จาก 2 453 แห่งที่มีแนวโน้มว่าจะประสบความสำเร็จ รวมถึงโซลูชั่นที่พวกเขาพัฒนาขึ้น บริษัทสตาร์ทอัพทั้ง 20 แห่งนี้ได้รับการคัดเลือกโดยพิจารณาจากเกณฑ์ต่างๆ เช่น ปีที่ก่อตั้ง ที่ตั้ง การระดมทุน และอื่นๆ ตัวเลือกอันดับต้น ๆ ของคุณอาจดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของคุณด้วย


เทรนด์วัสดุอุตสาหกรรม 10 อันดับในปี 2022

1.วัสดุที่ยั่งยืน (Sustainable Materials)
ปริมาณขยะมหาศาลที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งานและการผลิตวัสดุ ส่งผลให้รัฐบาลต้องร่างข้อกฎหมายด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ออกมาอย่างมากมาย ส่งผลให้อุตสาหกรรมจำนวนมากต้องเผชิญกับความท้าทายในการจัดสรรกระบวนการภายใหม่ในมุมมองวงจรชีวิตของวัสดุ หรือ The perspective of materials’ lifecycle บริษัทต่างๆ ในภาคการก่อสร้าง ยานยนต์ บรรจุภัณฑ์ และการผลิต มีการประยุกต์ใช้วัสดุที่ยั่งยืนและเกี่ยวข้องเข้ากับแหล่งพลังงานหมุนเวียนในกระบวนการผลิตมากขึ้น โดยมีเป้าหมายเพื่อลดขยะบนโลก เพราะวัสดุที่มีความยั่งยืนนั้นยังช่วยส่งเสริมระบบพลังหมุนเวียนและเกิดเศรษฐกิจแบบหมุนเวียน หรือ Circular Economy ด้วยเช่นกัน ตัวอย่าง อาทิ
Spectalite – วัสดุชีวภาพ
Spectalite คือบริษัทสตาร์ทอัพ สัญชาติอินเดีย มีเป้าหมายที่จะช่วยสิ่งแวดล้อมด้วยวัสดุยั่งยืนในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ โลจิสติกส์ บรรจุภัณฑ์ การบริการ และสินค้าอุปโภคบริโภค บริษัท Spectalite ผลิตสารประกอบที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและรีไซเคิลได้โดยใช้ของเสียทางการเกษตรและทรัพยากรหมุนเวียน ผลิตภัณฑ์ของบริษัทมีส่วนช่วยอนุรักษ์แหล่งธรรมชาติและป่าไม้ ในขณะเดียวกันก็รองรับศักยภาพงานในการปรับสเกลและการปรับตัวให้เข้ากับกระบวนการผลิตที่มีอยู่ได้เช่นกัน
eCO2Blocks – วัสดุก่อสร้างอย่างยั่งยืน
eCo2Blocks คือบริษัทสตาร์ทอัพ สัญชาติโปรตุเกส นำหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนมาประยุกต์ใช้เพื่อผลิตวัสดุก่อสร้างที่มีความยั่งยืน ซึ่งมีผลิตภัณฑ์หลักคือ บล็อกปูพื้นลดคาร์บอน หรือ Carbon-negative pavement blocks โดยเจ้าบล็อคปูพื้นที่ว่านี้จะไม่มีส่วนผสมของซีเมนต์เลย ทำให้เกิดกระบวนการผลิตที่คุ้มค่าในการใช้วัสดุ เพราะบริษัทสตาร์ทอัพแห่งนี้มีการนำของเสียจากอุตสาหกรรมมาใช้ประโยชน์ เช่น น้ำที่ไม่สามารถบริโภคได้และเทคโนโลยีดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อทรัพยากรธรรมชาติ

2. วัสดุอัจฉริยะและตอบสนองได้ดี (Smart & Responsive Materials)
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการใช้งานทางอุตสาหกรรมบางประเภท วัสดุใหม่ที่กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาจึงมีลักษณะการโปรแกรมหรือมีการตั้งค่าการใช้งานสำหรับงานเฉพาะด้านมากขึ้น ความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์ทำให้เกิดการสร้างวัสดุระดับอัจฉริยะจริงจัง ด้วยคุณสมบัติที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ เพื่อให้สามารถใช้งานหรือตอบสนองต่อสิ่งเร้าจากปัจจัยภายนอกได้ดี บริษัทสตาร์ทอัพนี้ได้ออกแบบวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติหลากหลาย ตั้งแต่คุณสมบัติด้านเทอร์โม (Thermo) ไฟฟ้า (Electro) และ photo-chromism ไปจนถึงเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectricity) การจำรูปทรงและขนาด (Shape memory) การซ่อมแซมด้วยตัวเอง (Self-healing) และคุณลักษณะการเปลี่ยนเฟส (Phase-change attributes) รวมถึงลักษณะอื่นๆ อีกมากมาย
Memetis – แอคทูเอเตอร์ประสิทธิภาพสูง
Memetis บริษัทสตาร์ทอัพ สัญชาติเยอรมัน สร้างแอคทูเอเตอร์ขนาดเล็กพิเศษ โดยใช้โลหะจำรูปร่าง (Shape memory alloys หรือ SMA) Memetis เปิดสร้างสรรค์เอฟเฟกต์จดจำรูปร่างในวัสดุซึ่งสามารถทนต่อสภาวะการเสียรูปที่รุนแรงและเปลี่ยนกลับเป็นรูปร่างเดิมได้ในภายหลัง คุณสมบัตินี้รองรับประสิทธิภาพของแอคทูเอเตอร์แม้ในพื้นที่ติดตั้งขนาดเล็กหรือมีความหนาแน่น บริษัท Memetis นำเสนอโซลูชั่นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับลูกค้าด้านโทรคมนาคม เทคโนโลยีออปติก ยานยนต์ และอุตสาหกรรม 4.0
Sorex Sensors – เทคโนโลยี Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR)
Sorex Sensors คือบริษัทสตาร์ทอัพ สัญชาติอังกฤษ ที่พัฒนาระบบเครื่องกลไฟฟ้าไมโครความไวสูง (MEMS) ด้วยเซ็นเซอร์บนแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน โดยใช้วัสดุเพียโซอิเล็กทริกแบบฟิล์มบาง หรือ A thin-film piezoelectric material และใช้เทคโนโลยี FBAR เพื่อสร้างเอฟเฟ็กเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric effect) ซึ่งสามารถตรวจจับอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงมวลในระดับ femtogram ได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้อุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีความต้องการพลังงานต่ำสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกได้ ในกรณีการใช้งานของโซลูชั่นนี้รวมถึงเครื่องวัดความหนาชั้นเคลือบฟิล์มบาง (Thin-film metrology) บนวัสดุ เช่นเดียวกับการตรวจสอบก๊าซและอนุภาค

3. นาโนเทคโนโลยี (Nanotechnology)
ความก้าวหน้าของนาโนเทคโนโลยีแสดงให้เห็นถึงลักษณะของวัสดุในระดับนาโนที่จากแตกต่างจากวัสดุอื่นเมื่อเทียบเท่ากันในปริมาณมากๆ การขยายตัวของนาโนไฟเบอร์ (Nanofibers) ท่อนาโน (Nanotubes) อัญรูป (Allotropes) สสารจิ๋วขนาดนาโน (Quantum dots หรือ QD) และโครงสร้างนาโนอื่นๆ ทำให้เกิดการเพิ่มมูลค่าอย่างไม่สิ้นสุดในรูปแบบของประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ที่คงไว้ได้จนถึงระดับอะตอม ด้วยการใช้ประโยชน์จากพลังของอนุภาคนาโน ทำให้บริษัทที่ทันสมัยได้เปรียบในการแข่งขัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคอิเล็กทรอนิกส์ พลังงาน ยานยนต์ และการผลิต
Nanolumi – นาโนคริสตัล Perovskite
Nanolumi บริษัทสตาร์ทอัพจากสิงคโปร์ มีเป้าหมายที่จะเอาชนะจุดอ่อนของเทคโนโลยี QD สำหรับจอภาพอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยนาโนคริสตัล Perovskite ที่เชื่อถือได้และยังมีความปลอดภัย ด้วยการผสานข้อดีของแหล่งกำเนิดที่ปราศจากแคดเมียม (Cadmium-free origin) ครอบคลุมสเปกตรัมแสงที่กว้าง ประสิทธิภาพสีที่บริสุทธิ์กว่า ทั้งระดับความเหมาะสมสำหรับการผลิตในปริมาณมาก ผลิตภัณฑ์ของ Nanolumi ต้องการแทนที่นาโนคริสตัล และ QDs ของ perovskite รุ่นเก่าด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับพรีเมียม
BNNano – ท่อนาโนโบรอนไนไตรด์แบบใหม่
BNNano บริษัทสตาร์ทอัพจากสหรัฐอเมริกาผลิตท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ (Boron nitride nanotubes) ที่มีฉนวนไฟฟ้าสูงและไม่ชอบน้ำ ด้วยเทคโนโลยีการเคลือบผิวระดับซูเปอร์ไฮโดรโฟบิก (Superhydrophobic) พร้อมทั้งคุณสมบัติทางความร้อนและความเสถียรทางกลสูง บริษัทนำเสนอวัสดุแบบผง (Powders) มาสเตอร์อัลลอยด์ มาสเตอร์แบทช์ และการผสมแบบกำหนดเองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ ยานยนต์ ระบบการป้องกันและสิ่งทอ ตลอดจนการป้องกันรังสีและการจัดการกับความร้อน

4. การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing, AM)
โรงงานที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุใหม่ๆ ในปัจจุบันต้องการที่จะพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้เหนือกว่าเทอร์โมพลาสติกแบบเดิมๆ และมีการประยุกต์ใช้วัสดุที่มีความยืดหยุ่นวัสดุที่สามารถปรับแต่งได้ และทำงานได้หลากหลายยิ่งขึ้นอีก ทั้งยังสามารถลดความสียหายในการผลิตได้ด้วยเช่นกัน ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ทำให้เกิดการอัพเกรดในโลหะ โลหะผสม เซรามิก เส้นใย และสารประกอบอื่นๆ นอกจากนี้ยังส่งเสริมรูปลักษณ์ของเส้นใยโพลีเมอร์ที่ทนทานและมีความนำไฟฟ้า ทนทานต่อการหลอมเหลว รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) และมีความทนทานต่อสารเคมีได้ดียิ่งขึ้น รวมถึงคุณสมบัติอื่นๆเพิ่มเติม
MAT3D – วัสดุโพลีเมอร์คอมโพสิต
MAT3D บริษัทสตาร์ทอัพ สัญชาติอิตาลี พัฒนาวัสดุโพลีเมอร์ชนิดใหม่สำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุที่มีคุณสมบัติกาคทำงานที่แข็งแรงขึ้น บริษัทมีเป้าหมายที่จะแทนที่พลาสติกประสิทธิภาพสูงสำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ และเรซินหลายชนิดที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า แม่เหล็ก ต้านแบคทีเรีย และเทอร์โมเชิงกลที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นสำหรับตลาดอุตสาหกรรม
Chromatic 3D Materials – โพลียูรีเทนในการพิมพ์ 3 มิติ
Chromatic 3D Materials ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพจากสหรัฐอเมริกา ผลิตชุดโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูงที่ทนทานสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนและยืดหยุ่นได้พร้อมกัน บริษัทนำเสนอการปรับแต่งและความเข้ากันได้ดีกับผงวัสดุสำหรับ AM ในระดับที่ดี ในขณะเดียวกันก็รับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ผลิตภัณฑ์ของ Chromatic 3D Materials รองรับตลาดยานยนต์ อุตสาหกรรมการผลิต และสินค้าอุปโภคบริโภค เป็นต้น

5. วัสดุน้ำหนักเบา (Lightweighting)
อุตสาหกรรมหลากหลาย ตั้งแต่การบินและอวกาศไปจนถึงยานยนต์ ค้นหาวิธีการใหม่ๆ อยู่ตลอดเวลาที่จะสามารถลดน้ำหนักที่มากเกินไปได้ พร้อมกับที่สามารถมอบประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่เหนือกว่าและการจัดการที่ดียิ่งขึ้น ส่งผลให้เกิดการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุต่างๆ มากมาย เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม และไททาเนียม ตลอดจนพลาสติกที่มีความแข็งแรงสูงและคาร์บอนไฟเบอร์ วัสดุเหล่านี้ทำให้อุตสาหกรรมมีทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น ซึ่งได้เข้ามาแทนที่การใช้ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากซึ่งมีความสิ้นเปลืองในการปฏิบัติงาน เทรนด์อุตสาหกรรมวัสดุนี้ยังมีระดับความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือมากกว่า หากเทียบกับวัสดุแบบเก่าที่มีน้ำหนักเยอะกว่า
TxV Aero – การผลิตคอมโพสิตในอวกาศ
TxV Aero บริษัทสตาร์ทอัพที่มีฐานการผลิตอยู่ที่สหรัฐฯ เป็นผู้ออกแบบและสร้างสรรค์วิศวกรรมการออกแบบวัสดุลามิเนตและชิ้นส่วนประกอบสำเร็จรูป สำหรับการใช้งานในอวกาศเชิงพาณิชย์ ซึ่งรวมถึงยานพาหนะไฟฟ้าที่บินขึ้นและลงจอดได้ในรูปแบบแนวดิ่ง (eVTOL) ด้วยการใช้เทคโนโลยีขั้นสูง บริษัทจึงผลิตส่วนประกอบเทอร์โมพลาสติกน้ำหนักเบา พร้อมคุณสมบัติเฉพาะ รวมถึง ply orientation, pad-ups, near-net-shape และอื่นๆ นอกจากนี้ TxV Aero ยังทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาแก้ไขการใช้งานด้านอวกาศเพื่อเพิ่มผลผลิตโดยรวมด้วย
Fibratech – ล้อรถยนต์คอมโพสิต
Fibratech บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติโปแลนด์ ต้องการบรรลุข้อจำกัดด้านน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพของอะลูมิเนียมในภาคยานยนต์ โดยมีการพัฒนาล้อไฮบริดคอมโพสิต-เมทัลลิกสำหรับรถยนต์ เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ วัสดุของ Fibratech สามารถลดมวลโดยทั่วไป เพิ่มความแข็งแรง และสามารถปรับแต่งการออกแบบได้ เมื่อเทียบกับล้ออะลูมิเนียมหลอมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วไปในปัจจุบัน



6. วัสดุสารสนเทศ (Material Informatics)
ปัจจุบันบริษัทขนาดใหญ่ใช้แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลสำหรับวัสดุ ด้วยหลักการสารสนเทศ เทคนิคการคำนวณ ตลอดจน ML และ AI ทำให้สามารถจัดเรียงและสร้างแบบจำลองข้อมูลวัสดุได้เป็นอย่างดี นอกจากการเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถในการรับข้อมูลเชิงลึกทางวิทยาศาสตร์ที่เชื่อถือได้จากข้อมูลวัสดุที่มีความซับซ้อนแล้ว วัสดุสารสนเทศยังช่วยลดเวลาสำหรับการวิจัยและพัฒนา (R&D) ด้วยการประหยัดทรัพยากรในทางปฏิบัติที่ใช้เวลานานและการใช้แรงงานจำนวนมากจากแบบเก่า
Kebotix – แล็บวิจัยวัสดุที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง
Kebotix บริษัทสตาร์ทอัพฐานที่ตั้งในสหรัฐฯ ได้พัฒนาโซลูชันแล็บวิจัยที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง หรือ A self-driving laboratory solution สำหรับการวิจัยวัสดุ เพื่อเร่งการค้นคว้าและสำรวจวัสดุใหม่ๆ โดยบริษัทจะใช้ประโยชน์จากการจัดการข้อมูลขนาดใหญ่ หรือ Big Data การตัดสินใจโดยใช้ AI หรือ AI-based decision-making หุ่นยนต์เฉพาะด้าน และอินเทอร์เฟซที่สะดวกในการพัฒนาประสิทธิภาพวงจร (Streamline cycles) สำหรับนักวิทยาศาสตร์ บริษัทนี้มีความสนใจเป็นอย่างยิ่งในการรับมือความท้าทายด้านความยั่งยืน สาธารณสุข และสารอันตรายในอุตสาหกรรม
Matelligence – การตรวจสอบวัสดุด้วย AI – AI-Based Materials Screening
Matelligence บริษัทสตาร์ทอัพจากแคนาดา วางแผนที่จะจัดหาเครื่องมือที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลให้กับผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุศาสตร์เพื่อการค้นพบวัสดุ หรือ Data-driven tools for materials discoveryโซลูชันของบริษัทประกอบด้วยเทคนิคการคำนวณด้วยอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ที่ได้รับการจดสิทธิบัตร เพื่อลดจำนวนในการทดลองทางวิทยาศาสตร์และเร่งขั้นตอนการคัดกรอง แพลตฟอร์มของ Matelligence มุ่งโฟกัสไปที่พลังงานสะอาด อิเล็กทรอนิกส์ การผลิต และภาคส่วนอื่นๆ เป็นหลัก

7. วัสดุคอมโพสิตขั้นสูง (Advanced Composites)
จำนวนการใช้งานวัสดุคอมโพสิตในอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ยังส่งผลต่อการพัฒนาวัสดุคอมโพสิต หรือวัสดุไฮบริดที่หลากหลายด้วย เพื่อการพัฒนาประสิทธิภาพและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ การลดต้นทุน และประยุกต์ให้เข้ากับความต้องการของลูกค้า ทำให้บริษัทสตาร์ทอัพแห่งนี้ ต้องการคิดค้นนวัตกรรมในเรซิน เส้นใย พื้นผิว เมทริกซ์ และพื้นผิวเรียบ (Finishes) เพื่อสร้างคอมโพสิตแบบกำหนดได้เอง โซลูชันคอมโพสิตเหล่านี้มอบแอปพลิเคชันขั้นสูงและเฉพาะทางสำหรับผู้ใช้ โดยเฉพาะสำหรับตลาดโครงสร้างพื้นฐาน พลังงาน อุตสาหกรรม 4.0 และยานยนต์
AMP Industrial – วัสดุคอมโพสิตที่ใช้เส้นใยชนิดเส้นยาวต่อเนื่องสำหรับใบพัด
AMP Industrial ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพจากสหรัฐอเมริกา เป็นผู้ผลิตวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงสำหรับระบบอากาศยานไร้คนขับ (UAS) บริษัทมีความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคในวิศวกรรมเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่องทิศทางเดียว หรือ Continuous fiber-reinforced thermoplastics (CFR-TP) จุดเด่นของวัสดุคอมโพสินจากAMP Industrial คือมีความแข็งแรงทนทานต่อน้ำหนักและความเหนียวของวัสดุสูง ตลอดจนความสามารถในการปรับแต่งเพื่อการออกแบบวัสดุสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นกัน
ARCEON – วัสดุคอมโพสิตทนอุณหภูมิสูง (HTRC)
ARCEON บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติดัตช์ ได้สร้างนวัตกรรมวัสดุคอมโพสิตที่ทนอุณหภูมิสูง (HTRC) สำหรับดาวเทียม จรวด และชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส รักษาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ มีวัสดุน้ำหนักเบา และยังเสริมความแข็งแกร่งทางกลและความทนทานได้อีกด้วย

8.วัสดุกราฟีนและ 2D (Graphene & 2D Materials)
ความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยีช่วยให้บริษัทวัสดุศาสตร์สามารถกำหนดเส้นทาง หรือ Configure pathways สำหรับวัสดุ 2D หรือแบบชั้นเดียวได้ วัสดุ 2D มีคุณสมบัติการนำความร้อนและความแข็งแรงทางกลโดยธรรมชาติ ทำให้การใช้งานด้านอุตสาหกรรมเพิ่มประสิทธิภาพขึ้น อย่างไรก็ตาม วัสดุ 2D ส่วนใหญ่ เช่น เจอร์มีน ซิลิซีน สตานีน และฟอสโฟรีน ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา ยกเว้นกราฟีนที่ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุ 2D ที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เป็นอันดับแรก กราฟีนมีคุณสมบัติช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงภายในแผ่น ความทนทานของพื้นผิว การเคลื่อนที่อิเล็กตรอน ความยืดหยุ่น และความต้านทานความร้อนในภาคส่วนต่างๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์์ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด ยานยนต์ สีสำหรับงานก่อสร้าง และการผลิตพลาสติก
Ionic Industries – วัสดุกราฟีน
Ionic Industries เป็นบริษัทสตาร์ทอัพในประเทศออสเตรเลีย มีเป้าหมายที่จะเชื่อมช่องว่างระหว่างการวิจัยและพัฒนากราฟีนเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ โดยบริษัทได้รวบรวมความเชี่ยวชาญและกระบวนการจดสิทธิบัตรของการผลิตกราฟีนและกราฟีนออกไซด์เข้ากัน Ionic Industries เชี่ยวชาญด้านวัสดุกราฟีนสำหรับ AM สำหรับการบำบัดน้ำและนาโนฟิลเทรชัน รวมทั้งด้านการกักเก็บพลังงานอีกด้วย
Carbon Waters – การใช้งานกราฟีนเหลว
Carbon Waters เป็นบริษัทสตาร์ทอัพในประเทศฝรั่งเศส มุ่งเน้นไปที่การใช้งานกราฟีนเหลวสำหรับตลาดที่หลากหลาย โดยให้คุณสมบัติเคลือบป้องกัน การหล่อลื่น และป้องกันการกัดกร่อนสำหรับพื้นผิวและกลไกทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ยังมีโซลูชันที่ช่วยพัฒนากการจัดการระบายความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์ได้ดีขึ้น ตลอดจนการนำไฟฟ้าสำหรับการผลิตและอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค

9. วิศวกรรมพื้นผิว (Surface Engineering)
เมื่อต้องพบกับปัญหาด้านการสึกหรอ การกัดกร่อน รังสียูวี และปัจจัยที่เป็นอันตรายอื่นๆ ต่อพื้นผิวในงานอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง จึงต้องมีเทคโนโลยีการเคลือบที่เข้ามาแก้ไขปัญหานี้ทำให้เกิดความทนทานยิ่งขึ้น และช่วยปกป้องสินทรัพย์ทั้งด้านยานยนต์ อุตสาหกรรม เกษตรกรรม กิจกรรมทางทะเล และการผลิต รวมถึงการเพิ่มผลผลิต นอกจากนี้ นวัตกรรมทางวิศวกรรมยังรองรับคุณสมบัติด้านการไม่ชอบน้ำ หรือสารที่ไม่ละลายในน้ำ (Hydrophobicity, omniphobicity) การทำความสะอาดตัวเอง และการทำให้เรียบ หลังจากมีการระบาดของ COVID-19 วิศวกรรมพื้นผิวได้ทำงานเพื่อพยายามควบคุมสารต้านจุลชีพเพื่อการป้องกันที่เชื่อถือได้มากขึ้น ทั้งในโรงงานอุตสาหกรรมและนอกอุตสาหกรรม
SolCold – เทคโนโลยีเรืองแสงAnti-Stokes Fluorescence Technology
บริษัทสตาร์ทอัพ SolCold จากประเทศอิสราเอล ได้พัฒนานวัตกรรมการปรับแต่งพื้นผิว โดยใช้ตัวกรองนาโนและสีทำความเย็นแบบแอคทีฟ และการใช้เทคโนโลยีเรืองแสงป้องกันการสโต๊ค บริษัท SolCold มีเป้าหมายที่จะเปลี่ยนความร้อนและรังสีจากดวงอาทิตย์ให้เป็นระบบทำความเย็นที่มีต้นทุนต่ำ โดยเทคโนโลยีของบริษัทสร้างความสัมพันธ์แบบย้อนกลับ หรือ Reverse relationship ระหว่างแสงอาทิตย์และการถ่ายเทความร้อน โซลูชันนี้รองรับอุตสาหกรรมการขนส่ง การก่อสร้าง เกษตรกรรม และสิ่งทอ
OPUS Materials – เทคโนโลยีวัสดุตามความต้องการของลูกค้า
วิศวกรจากบริษัทสตาร์ทอัพ OPUS Materials ประเทศอังกฤษ สร้างสรรค์นวัตกรรมการเคลือบป้องกันคราบสกปรกและทำความสะอาดตัวเองสำหรับภาคการบินและอวกาศ โทรคมนาคม การก่อสร้าง การเคลื่อนย้าย การเดินเรือ และพลังงานหมุนเวียน บริษัทมีเป้าหมายที่จะพัฒนากการใช้เชื้อเพลิงและการไหลเวียนของอากาศ (airflow) ลดการกัดกร่อน และเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุ นอกจากนี้ OPUS ยังช่วยให้สามารถสร้างวัสดุเคลือบตามการออกแบบ และยังรองรับการสร้างห่วงโซ่อุปทานที่เกี่ยวข้องด้วย

10. การจัดการวัสดุ 4.0 (Materials Management 4.0)
อุตสาหกรรม 4.0 กำลังกระตุ้นให้มีการนำแนวปฏิบัติไปใช้ในการจัดการวัสดุ การควบคุม และการดำเนินการ ครอบคลุมการทำเหมืองอัตโนมัติ และการผลิตอัตโนมัติขั้นสูงไปจนถึงการจัดการหุ่นยนต์ และคลาวด์คอมพิวติ้ง ภาควัสดุกำลังถูกเปลี่ยนแปลงเป็นดิจิทัล และเชื่อมต่อถึงกันอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้การพัฒนาวัสดุใหม่ควบคู่ไปกับการปรับตัวทางอุตสาหกรรมผ่านเทคโนโลยีอุตสาหกรรมในยุคที่ 4
INTSITE – การเพิ่มประสิทธิภาพไซต์การขุด
INTSITE บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติอิสราเอล มีเป้าหมยาที่จะแก้ปัญหาการจัดการวัสดุและความไร้ประสิทธิภาพในการขุดด้วยชุดโซลูชันระบบอัตโนมัติที่พัฒนาด้วย AI โดยบริษัทจะทำการปรับเส้นทางการเคลื่อนที่ให้เหมาะสม การสื่อสารระหว่างเครื่องมือ และอัลกอริธึม แบบ Machine vision อีกทั้งเครื่องจักรหนักอัตโนมัติที่เชื่อมต่อของ INTSITE ยังช่วยให้เจ้าของไซต์เพิ่มผลผลิตในการจัดการวัสดุและประสิทธิผลขององค์กรได้
Seriforge – การผลิตแบบความต้องการของลูกค้าด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์
Seriforge บริษัทสตาร์ทอัพจากสหรัฐอเมริกา ได้มีการพัฒนาเพื่อนำระบบอัตโนมัติมาสู่การผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อให้ได้อัตราการผลิตจำนวนมากและรอบการทำงานที่รวดเร็ว บริษัท Seriforge เน้นในเรื่อง patented stitching และขั้นตอน net-shape pre-forming โซลูชันของบริษัทสตาร์ทอัพแห่งนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์ที่ปรับขนาดได้ตามความต้องการตามการออกแบบที่แตกต่างกัน


การค้นพบเทคโนโลยีวัสดุและบริษัทสตาร์ทอัพทั้งหมด
ความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรมมักจะควบคู่ไปกับการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านวัสดุศาสตร์ช่วยให้การวิจัยและการทดลองเป็นไปอย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความยั่งยืนของวัสดุ น้ำหนักเบา นาโนโมเลกุล และคุณภาพของโปรแกรมได้ โดยการนำวัสดุใหม่ๆ มาใช้ในช่วงแรกๆ จะอยู่ในภาคส่วนอุตสาหกรรมอากาศยาน ยานยนต์ การผลิต พลังงาน และบรรจุภัณฑ์ โดยได้รับประโยชน์จากนวัตกรรมที่เกิดขึ้นใหม่ก่อนใครๆ การเลือกใช้นวัตกรรมด้านวัสดุเป็นสิ่งที่คุ้มค่าที่ควรทำในอุตสาหกราม โดยพิจารณาถึงการใช้งานที่หลากหลายของวัสดุใหม่ๆ ทั้งในอุตสาหกรรม การค้า ไปจนถึงผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน


เทรนด์อุตสาหกรรมวัสดุและบริษัทสตาร์ทอัพที่ระบุไว้ในรายงานนี้เป็นเพียงการอ้างอิงเทรนด์บางส่วนจากทั้งหมดจากการวิจัยเชิงลึก เหนือสิ่งอื่นใด วัสดุที่ยั่งยืนและอัจฉริยะจะเปลี่ยนแปลงภาคส่วนที่เรารู้จักในปัจจุบันไปจากเดิม ด้วยโอกาสและเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เพื่อนำไปใช้ในธุรกิจของคุณตั้งแต่เนิ่นๆ ได้ก่อนใคร (หากรู้จักนำไปประยุกต์ใช้) และจะช่วยให้คุณได้เปรียบในการแข่งขันอย่าลมากมายในอุตสาหกรรมยุคที่ 4

อ้างอิง: https://www.startus-insights.com/innovators-guide/top-10-materials-industry-trends-innovations-2020-beyond/

บทความที่เกี่ยวข้อง: