ปฏิวัติวงการวิศวกรรม! พบกับ วัสดุซ่อมแซมตัวเอง ชนิดใหม่ที่ซ่อมรอยร้าวได้กว่า 1,000 ครั้ง ยืดอายุการใช้งานได้นานถึง 500 ปี
ปัญหาเรื่องความเสื่อมสภาพของวัสดุที่ใช้ทำเครื่องบิน รถยนต์ หรือแม้แต่กังหันลม เป็นโจทย์ใหญ่ที่วิศวกรพยายามแก้มาตลอด เพราะเมื่อใช้ไปนานๆ วัสดุเหล่านี้มักจะเกิดการแยกชั้น จนนำไปสู่ความเสียหายที่อันตราย
แต่ล่าสุด ดูเหมือนว่าเรากำลังจะได้เห็น วัสดุซ่อมแซมตัวเอง แถมยังทำซ้ำได้มากกว่าพันครั้ง
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย North Carolina State และ University of Houston ได้ร่วมกันพัฒนาวัสดุคอมโพสิตเสริมใยเหล็กชนิดใหม่ ที่มีความแข็งแรงกว่าวัสดุที่ใช้ผลิตปีกเครื่องบินในปัจจุบัน แต่จุดที่ทำให้เราต้องทึ่ง คือความสามารถในการ Self-healing หรือการซ่อมแซมรอยแตกร้าวได้ด้วยตัวเอง
หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการใช้ชั้นตัวประสาน ที่สร้างจากเทอร์โมพลาสติกพิมพ์ 3 มิติ แทรกไว้ระหว่างชั้นของคอมโพสิต และมีการฝังชั้นทำความร้อนที่ทำจากคาร์บอนลงไปด้วย
โดยเมื่อวัสดุเกิดการแตกร้าวหรือเริ่มแยกตัว วิศวกรเพียงแค่ปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป กระตุ้นให้ชั้นคาร์บอนเกิดความร้อน ซึ่งจะไปละลายตัวประสาน EMAA ให้ไหลเข้าไปเติมเต็มรอยแยกขนาดเล็กจิ๋วเหล่านั้น พร้อมกับสร้างพันธะใหม่ให้กลับมาเชื่อมติดกันอีกครั้ง ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า Thermal Remending ครับ
จากการทดสอบสุดโหด พบว่า
วัสดุนี้สามารถซ่อมแซมตัวเองซ้ำๆ ได้มากกว่า 1,000 ครั้ง
ใน 500 ครั้งแรก ความแข็งแรงแทบไม่ลดลงเลย
ช่วยยืดอายุการใช้งานจากเดิม 15-40 ปี กลายเป็น 500 ปี ได้ในทางทฤษฎี
Techhub คิดว่า นี่ไม่ใช่แค่เรื่องของความล้ำหน้าทางวิศวกรรม แต่มันคือจุดเปลี่ยนของ Sustainability ครับ ลองจินตนาการดูว่าถ้าปีกเครื่องบินหรือตัวถังรถยนต์ไม่ต้องเปลี่ยนใหม่บ่อย ๆ แต่ใช้งานได้ยาวนาน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและขยะอุตสาหกรรมจะลดลงมหาศาลขนาดไหน
อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่แท้จริงคือการนำไปใช้ในโลกจริง เพราะสภาวะอากาศและความกดอากาศต่างจากในห้องแล็ปลิบลับ และที่สำคัญคือ ถ้าใช้ผลิตรถยนต์ บริษัทจะต้องการใช้พวกมันจริงไหม เพราะที่ผ่านมา เราอาจจะเห็นว่า รถยนต์บางแบรนด์ เค้าก็จะกำหนดอายุการใช้งานของมันมาแล้ว….
ที่มา
