TERNAfil: 5 บทเรียนจากสตาร์ทอัพเยอรมัน ที่พลิกโฉมการพัฒนาผ้าฟังก์ชัน

คุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมผ้าฟังก์ชันบางตัวถึงทำงานได้เหนือชั้นกว่าผ้าทั่วไปในตลาด ทั้งที่โครงสร้างทางเคมีก็ดูคล้ายกัน? คำตอบไม่ได้อยู่ที่สูตรเคมีเพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่กระบวนการออกแบบโครงสร้างเส้นใยตั้งแต่ระดับโมเลกุลจนถึงการขึ้นรูปเป็นเส้นด้าย ซึ่งสตาร์ทอัพเยอรมันอย่าง TERNAfil ซึ่งเกิดจากห้องปฏิบัติการของ RWTH Aachen ได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า เส้นทางนี้สร้างความแตกต่างให้กับวงการสิ่งทอได้จริง

สำหรับทีม R&D และผู้จัดซื้อผ้าในไทย ที่กำลังมองหาแนวทางในการพัฒนาสินค้าฟังก์ชันให้ตอบโจทย์ตลาดทั้งในและต่างประเทศ บทเรียน 5 ข้อจาก TERNAfil นี้จะช่วยให้คุณเห็นภาพชัดขึ้นว่า การลงทุนด้านวัสดุศาสตร์และการออกแบบเส้นใยแบบเฉพาะเจาะจงสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มและความได้เปรียบทางการแข่งขันได้อย่างไร

1. เปลี่ยนพื้นฐานวัสดุให้เป็นฟังก์ชันด้วยการออกแบบโครงสร้างเส้นใย

TERNAfil ไม่ได้คิดค้นพอลิเมอร์ใหม่ทั้งหมด แต่เขาใช้วิศวกรรมโครงสร้างระดับไมครอนเพื่อปรับสมบัติของเส้นใยที่มีอยู่แล้ว เช่น โพลีเอสเตอร์หรือโพลีเอไมด์ ให้มีสมบัติเฉพาะตัว เช่น การระบายความชื้นดีขึ้น การควบคุมอุณหภูมิ หรือการต้านเชื้อแบคทีเรียโดยไม่ต้องใช้สารเคลือบผิวที่เสื่อมสภาพเร็ว

หัวใจของแนวทางนี้คือการปรับเปลี่ยนรูปทรงของหน้าตัดเส้นใย (cross-section) และการจัดเรียงโมเลกุลระหว่างการปั่นด้าย ซึ่งแตกต่างจากการใช้สารเติมแต่งหรือการเคลือบผิวในขั้นตอนหลังการผลิตทั่วไป

• ตัวอย่าง: เส้นใยที่มีรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านไม่เท่าจะสร้างช่องว่างเพื่อนำพาความชื้นออกจากผิวได้ดีกว่าเส้นใยกลมธรรมดา
• ข้อดีเมื่อเทียบกับการเคลือบผิว: สมบัติคงทนถาวร ไม่หลุดลอก ไม่เสื่อมสภาพจากการซักหลายครั้ง

การนำแนวคิดนี้ไปใช้ในไทย แม้จะต้องใช้เทคโนโลยีการปั่นด้ายที่ซับซ้อนขึ้น แต่ก็เป็นทิศทางที่คุ้มค่าเพราะช่วยลดต้นทุนในระยะยาว เช่น ไม่ต้องใช้สารเคมีหลังการผลิต และลดปัญหาการคืนสินค้าจากสมบัติที่ไม่คงที่

2. เชื่อมต่องานวิจัยกับสเกลการผลิตโดยไม่เสียสมบัติ

หนึ่งในจุดแข็งของ TERNAfil คือความสามารถในการขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้โดยที่สมบัติของเส้นใยไม่ลดลงมากนัก ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญที่หลายบริษัทพบเมื่อพยายามนำนวัตกรรมจากแล็บไปใช้จริง

ความสำเร็จนี้มาจากแนวทางที่เรียกว่า "Design for Manufacturing" ตั้งแต่ขั้นตอนการวิจัย กล่าวคือ ทีมงานของ TERNAfil จะจำลองพฤติกรรมของพอลิเมอร์ในกระบวนการปั่นจริงผ่านซอฟต์แวร์ก่อนที่จะลงมือผลิตต้นแบบ ทำให้สามารถปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความเร็วในการดึง และอัตราการทำให้เย็นตัวได้อย่างแม่นยำ

สำหรับผู้พัฒนาผ้าในไทย หากต้องการนำแนวทางนี้ไปใช้ ควรเริ่มจากการสร้างระบบการทดลองที่สอดคล้องกับเครื่องจักรจริงของโรงงาน ไม่ใช่ใช้เครื่องมือในแล็บที่ต่างจากสภาพการผลิตมากเกินไป นอกจากนี้ การทำสัญญากับมหาวิทยาลัยหรือสถาบันวิจัยที่มีประสบการณ์ด้านวิศวกรรมการปั่นจะช่วยลดความเสี่ยงในช่วงแรก

3. ใช้ข้อมูลและ AI เพื่อเร่งการพัฒนาสูตรใหม่

อีกหนึ่งนวัตกรรมที่ TERNAfil นำมาใช้คือการใช้ระบบฐานข้อมูลและปัญญาประดิษฐ์เพื่อทำนายสมบัติของเส้นใยก่อนที่จะผลิตจริง แทนที่จะลองผิดลองถูกจนเสียเวลาและวัตถุดิบ ระบบนี้สามารถเสนอสูตรการปั่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสมบัติที่ต้องการ เช่น การระบายอากาศสูง หรือการกันน้ำโดยไม่สูญเสียความนุ่ม

ในวงการสิ่งทอไทย การเก็บรวบรวมข้อมูลการผลิตและสมบัติของผ้ายังทำได้ไม่เป็นระบบมากนัก แต่การเริ่มต้นด้วยการจัดทำฐานข้อมูลพารามิเตอร์ของเครื่องจักรและผลการทดสอบสมบัติ จะเป็นรากฐานสำคัญในการใช้ AI ในอนาคต บางโรงงานในจีนและไต้หวันเริ่มนำระบบนี้มาใช้แล้ว โดยช่วยลดเวลาในการพัฒนาผ้าใหม่จาก 2-3 เดือนเหลือเพียง 2-3 สัปดาห์

นอกจากนี้ การใช้ AI ยังช่วยในการออกแบบลายผ้าหรือโครงสร้างผ้าถักที่ตอบโจทย์การใช้งานเฉพาะทาง เช่น การระบายความร้อนเฉพาะจุด โดยการปรับความหนาแน่นของเส้นด้ายในตำแหน่งต่างๆ ซึ่งเป็นสิ่งที่มนุษย์ทำได้ยากหากไม่มีเครื่องมือช่วย

4. ให้ความสำคัญกับความยั่งยืนตั้งแต่ต้นทาง ไม่ใช่แค่ปลายทาง

TERNAfil ไม่ได้มองเรื่องความยั่งยืนเป็นเพียงการรีไซเคิลหรือการลดสารเคมี แต่เขามองว่าการออกแบบเส้นใยให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ลดการสูญเสียระหว่างการผลิต และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในระบบวงปิด (closed-loop) คือหัวใจสำคัญ การใช้พอลิเมอร์ชีวภาพ (bio-based) ร่วมกับกระบวนการผลิตที่ใช้พลังงานต่ำเป็นอีกหนึ่งแนวทางที่พวกเขานำร่อง

สำหรับผู้ซื้อและผู้ผลิตในไทยที่ต้องการปรับตัวให้สอดคล้องกับมาตรฐานระดับโลก เช่น EU Green Deal หรือการตรวจสอบย้อนกลับของ ZDHC การนำแนวคิดนี้ไปใช้จะช่วยลดความเสี่ยงในการถูกกีดกันทางการค้า เนื่องจากตลาดยุโรปเริ่มเข้มงวดเรื่องการปล่อยคาร์บอนและสารเคมีตกค้างในผ้ามากขึ้นทุกปี

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้: หากคุณกำลังพัฒนาผ้าโพลีเอสเตอร์รีไซเคิล ลองพิจารณาเพิ่มขั้นตอนการออกแบบเส้นใยให้มีสมบัติในการซึมซับความชื้นแบบถาวรโดยไม่ใช้สารเคลือบ จะช่วยลดปริมาณสารเคมีที่ต้องใช้ในขั้นตอนหลังการผลิต และทำให้ผ้าผ่านมาตรฐาน OEKO-TEX หรือ bluesign ได้ง่ายขึ้น

5. สร้างเครือข่ายความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยและอุตสาหกรรม

TERNAfil ประสบความสำเร็จไม่ได้เพราะอยู่ตัวคนเดียว แต่เป็นเพราะระบบนิเวศของ RWTH Aachen ที่ส่งเสริมให้นักวิจัยและผู้ประกอบการทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิด มหาวิทยาลัยเปิดโอกาสให้สตาร์ทอัพใช้ห้องปฏิบัติการและเครื่องมือราคาแพงโดยไม่ต้องลงทุนเอง รวมถึงการมีทีมที่ปรึกษาด้านการตลาดและทรัพย์สินทางปัญญา

ในประเทศไทย เรามีมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยด้านสิ่งทอที่มีศักยภาพ เช่น สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ หรือมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล แต่มักขาดการเชื่อมต่อที่แข็งแรงกับภาคอุตสาหกรรม การสร้าง platform ความร่วมมือที่เอื้อให้ผู้ผลิตสามารถเข้าถึงเครื่องมือวิจัยและทดสอบในราคาต่ำ รวมถึงการสนับสนุนให้วิศวกรจากโรงงานเข้ามามีส่วนร่วมในโครงการวิจัย จะเป็นกุญแจสำคัญในการยกระดับนวัตกรรมผ้าฟังก์ชันของไทย

อีกแนวทางที่เห็นผลแล้วในต่างประเทศคือการตั้งกองทุนร่วมระหว่างผู้ผลิตผ้าหลายรายเพื่อสนับสนุนโครงการวิจัยเฉพาะทาง เช่น การพัฒนาเส้นใยชีวภาพจากมันสำปะหลัง หรือการใช้กากกาแฟเป็นวัตถุดิบเส้นใย ซึ่งเป็นการแบ่งปันความเสี่ยงและผลประโยชน์ร่วมกัน

ประเด็นสำคัญที่นำไปปรับใช้ได้จริง

การพัฒนาเส้นใยฟังก์ชันไม่จำเป็นต้องเริ่มจากศูนย์เสมอไป สิ่งที่ TERNAfil แสดงให้เห็นคือการมองเห็นช่องว่างในเทคโนโลยีที่มีอยู่ และใช้การออกแบบโครงสร้างระดับจุลภาคเพื่อสร้างความแตกต่าง ซึ่งเป็นแนวทางที่ทำได้จริง สำหรับผู้ที่สนใจลงลึกในรายละเอียดของสมบัติผ้าและการตรวจสอบคุณภาพ แนะนำให้อ่านบทความ รายงานทดสอบผ้า: มือใหม่ต้องดูอะไรก่อน? ครบเครื่องเรื่องสีติด หด ระบายอากาศ ซึ่งอธิบายวิธีการอ่านค่าสมบัติต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับผ้าฟังก์ชันโดยตรง