นักวิทย์พบวิธีสร้างกระจกที่แตกยาก ทนกว่าเดิม 5 เท่า ได้รับแรงบันดาลใจจากเปลือกหอย

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ พัฒนากระจกที่มีความแข็งแกร่งมากยิ่งขึ้น โดยได้รับแรงบันดาลใจจากพื้นผิวชั้นในของหอย อาจมีความคงทนเหมือนพลาสติก ไม่แตกง่ายเหมือนกระจกทั่วไปที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

ตามปกติแล้วกระจกที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันมีหลายเกรดหลายราคา มีความคงทนแตกต่างกันไป และมีหลายเทคนิคที่ทำให้กระจกมีความแข็งแกร่ง เช่น การใช้ความร้อน หรือเคลือบลามิเนต แต่ขั้นตอนที่ว่ามาจะมีต้นทุนสูงและทำให้พื้นผิวเสียหาย

กล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า หากเราต้องการกระจกที่มีความแข็งแรง ก็อาจต้องแลกระหว่างความคงทนกับความสวยใส

แต่วัสดุชนิดใหม่นี้ เราจะได้ทั้งสองอย่างโดยไม่จำเป็นต้องมีอะไรมาเป็นข้อแลกเปลี่ยน

อัลเลน เออร์ลิช ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากคณะชีวะวิศวกรรมของมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ เจ้าของผลงานวิจัยกล่าวว่า กระจกแบบใหม่ที่เขาคิดค้นมีความแข็งแรงกว่ากระจกทั่วไปถึง 3 เท่า และยังทนต่อการแตกหักมากถึง 5 เท่า

ซึ่งในอนาคตสามารถนำไปต่อยอดเป็นอะไรได้หลาย เช่น เราอาจมีหน้าจอโทรศัพท์มือถือทัชสกรีนที่ทนทานแบบเดียวกับตำนานโนเกีย 3310 อะไรทำนองนั้น

หอยไข่มุก | agronomag.com

แรงบันดาลใจที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สร้างวัสดุใหม่นี้ขึ้น ซึ่งเป็นส่วนผสมของอะคริลิคและแก้ว เกิดจากเลียนแบบโครงสร้างของหอยมุกในธรรมชาติ

นักวิจัยอธิบายว่า หอยมุกมีความแข็งแรงทนทานเหมือนวัสดุแข็ง แต่ก็คงทนเหมือนวัสดุอ่อน ทำให้กลายเป็นวัสดุชั้นยอดที่มีคุณลักษณะสองอย่างในชิ้นเดียว

โดยหอยมุกจะมีคุณลักษณะของสสารที่เหมือนแท่งชอร์คแข็งๆ แต่ซ้อนด้วยชั้นของโปรตีนอ่อนและมีความยืดหยุ่นสูง เป็นโครงสร้างที่เกิดการผสมผสานจนมีความแข็งแกร่ง

นักวิทยาศาสตร์ก็เลยเอาสถาปัตยกรรมของหอยมุกและเลียนแบบโดยสร้างชิ้นของชิ้นส่วนแก้วผสมอะคริลิค ทำให้ได้วัสดุใหม่ซึ่งมีความแข็งแรงอย่างยิ่ง มีความโปร่งแสง และสามารถผลิตง่ายๆ โดยต้นทุนไม่สูงมาก ซึ่งตอนนี้กำลังพัฒนาต่อเพื่อทำให้สารประกอบนี้ใสเหมือนกระจก และกำลังวางแผนพัฒนากระจกชนิดใหม่นี้ให้มีความสามารถเปลี่ยนคุณลักษณะ เช่น สี กลไก หรือการนำไฟฟ้าได้

โครงสร้างภายในของหอยมุก | wikipedia.org

แก้วที่มีความยืดหยุ่นและทนทาน ประกอบด้วยคุณลักษณะสองอย่างรวมไว้เป็นหนึ่งนี้ไม่ใช่นวัตกรรมที่เพิ่งถูกคิดขึ้นมาใหม่ หากแต่เป็นความรู้ที่สาบสูญไปตั้งแต่สมัยจักรพรรดิโรมัน ติแบริอุส ซีซาร์ เรืองอำนาจ

จากบันทึกประวัติศาสตร์โดยนักเขียนชาวโรมัน ไกอุส พลินิอุส ซีคุนดุส และเปโตรนิอุส ผู้ประดิษฐ์ได้นำถ้วยที่มีคุณสมบัติพิเศษนี้ไปเสนอต่อหน้าจักรพรรดิ เมื่อมีการทดสอบด้วยการทุบก็ทำให้ทุกคนเกิดความประหลาดใจ เพราะแก้วกลับมีเพียงรอยบุบไม่ได้แตกออกเป็นเสี่ยงๆ อย่างที่ควรเป็น

แต่ในความเห็นของซีซาร์ ติแบริอุส กลับรู้สึกว่าไอ้แก้วที่มันทุบไม่แตกนี้อาจจะทำให้ค่าของทองและเงินด้อยลง จึงได้สั่งประหารนวัตกรเสีย กอปรกับผู้คิดค้นสาบานตนว่าจะไม่บอกวิธีการทำให้ใครรู้ กระจกหรือถ้วยที่ทุบไม่แตกจึงกลายเป็นนวัตกรรมที่สาบสูญไปโดยปริยาย

เหตุที่นำเรื่องเล่าแต่โบราณมาอ้างอิงกับนวัตกรรมสมัยใหม่นี้ ไม่ใช่เพราะอัลเลน เออร์ลิชเกิดไปค้นเจอบันทึกโบราณเข้า (เพราะบ้างก็ว่าเรื่องนี้เป็นเพียงนิทานหลอกเด็ก) และลอกเลียนมันขึ้นมาใหม่ อย่างที่บอกไปตั้งแต่ต้นว่าเขาพบมันจากโครงสร้างที่ธรรมชาติออกแบบไว้

เพียงแต่นักวิทย์ฯ รู้สึกว่ามันคงจะดีหากงานวิจัยนี้ถูกนำไปใช้จริง โดยที่เขาไม่ถูกนำไปประหารชีวิตเสียก่อน เรื่องมันก็มีเพียงเท่านี้แล

อ้างอิง:

• Eurekalert. Unbreakable glass inspired by seashells. https://bit.ly/3BnWEgT