matDrial

วัสดุแห่งอนาคต น้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่งที่สุดในปฐพี


วัสดุน้ำหนักเบาที่มีความหนาแน่นเพียงร้อยละ 5% ของเหล็ก แต่แข็งแรงมากกว่าถึง 10 เท่า !

mit-3d-graphene-stronger-than-2d-1020x610เพิ่งเข้าช่วงปีใหม่ได้ไม่นาน ก็มีข่าวการค้นพบครั้งใหญ่ในวงการวิศวกรรมวัสดุให้ได้ประหลาดใจกันแล้ว  เมื่อวิศวกรนักวิจัยแห่งสถาบัน MIT มหาวิทยาลัยที่ได้รับการองรับติดอันดับต้น ๆ ของการจัดอันดับมหาวิทยาลัยโลก  ประกาศผลการคิดค้นก้อนวัสดุสีชมพูหวานแหววที่ทำขึ้นจาก Graphene  (กราฟีน) เนื้อสารมีความแข็งแกร่งที่สุดที่ระดับความหนาหนึ่งอะตอมในรูปทรงสองมิติ ถูกจับมาฉีดขึ้นรูป หลอมรวม บีบอัดเสริมความทนทานด้วยเทคโนโลยีภาพพิมพ์สามมิติคล้ายโครงสร้างฟองน้ำ ทำให้มันกลายเป็นวัสดุน้องใหม่ที่แข็งแรงที่สุดในโลก

แข็งแกร่งแบบมีรูพรุน

3c00bb4300000578-4103442-image-a-3_1483999425630

ภายใต้รูปลักษณ์สีสันสดใส กลับแอบซ่อนความแข็งแกร่งเอาไว้มหาศาล จากทีมงานวิจัยจากผู้เชี่ยวชาญหลากหลายสาขา  ทั้งวิศวกรวัสดุภัณฑ์ วิศวกรโครงสร้างสถาปัตยกรรม จับมือร่วมกันพัฒนาข้อเสียของเสียของ Graphene ที่เปราะบาง ไม่สามารถขึ้นเป็นรูปทรง  3  มิติได้สำเร็จ  ด้วยกระบวนการเพิ่มความดันและความร้อน เพื่อหลอมรวมโมเลกุลแล้วจึงค่อยถักทอขึ้นมาในเป็นโครงสร้าง 3 มิติที่มีรูพรุนคล้ายฟองน้ำ  ด้วยความหนาของเนื้อวัสดุที่พอเหมาะ เพราะหากเพิ่มความหนาให้กับเนื้อวัสดุมากกเกินไปขณะขึ้นรูป เมื่อนำไปทดสอบการรับน้ำหนัก เนื้อวัสดุจะแตกกระจายสร้างความเสียหายได้ง่ายกว่าแบบที่ให้ความหนาในเนื้อวัสดุน้อยลง ที่ยังรักษาโครงสร้างไว้ได้ยาวนานกว่า มีความเสถียรมากกว่า  

strongest-lightweight-01-2016_127303

Generated on September 23, 2016, 12:51 pm

ปัจจัยสำคัญในการเพิ่มความสามารถรับแรงกดที่เพิ่มสูงขึ้นหลายเท่าตัวด้วยน้ำหนักที่น้อยนิด  จึงไม่ได้ขึ้นอยู่กับเนื้อวัสดุที่นำมาใช้เพียงอย่างเดียว แต่เป็นรูปแบบโครงสร้างเรขาคณิต  3 มิติที่ถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อเนื้อสารให้เป็นหนึ่งเดียวกันอีกด้วย

ทนทานเพื่ออนาคต

f4-large_-800x477

นอกจากจะแข็งแรง ทนทาน น้ำหนักเบาแล้ว เจ้าวัสดุชนิดใหม่จาก Graphene ก็ยังมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าระดับสูง สามารถนำไปใช้ชาร์จพลังงานเข้ามาเก็บไว้ได้อย่างรวดเร็ว ดัดแปลงให้กลายเป็นแหล่งเก็บพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์  solar energy หรือวัสดุก่อสร้างชิ้นส่วนสำหรับเทคโนโลยีด้านอวกาศ เพิ่มคุณสมบัติด้านอื่น ๆ เพิ่มเติมโดยที่ยังคงความแข็งแรงเอาไว้และลดราคาต้นทุนการผลิตให้ต่ำลงเพื่อการใช้งานอย่างแพร่หลายในอนาคต

“จากผลลัพธ์การค้นคว้าที่ออกมา ทำให้เราคิดที่จะประยุกต์ใช้รูปแบบโครงสร้างเรขาคณิต 3 มิติแบบนี้เข้ากับวัสดุอื่น ๆ ที่น่าสนใจ เช่น โพลิเมอร์ เหล็ก เพื่อเพิ่มขีดความสามารถการรับน้ำเดิมของพวกมันมากขึ้นอีก และไม่แน่ว่าเราอาจจะเห็นวัสดุโครงสร้างฟองน้ำถูกนำไปปรับใช้กับโครงสร้างสถาปัตยกรรมขนาดใหญ่อย่างสะพานข้ามแม่น้ำ ที่จะทั้งแข็งแรงและน้ำหนักเบาลง ก่อสร้างง่ายขึ้นกว่าเดิม ” Markus Buehler  หัวหน้าภาควิชาของเอ็มไอทีวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม (Department of MIT’s Civil and Environmental Engineering  : CEE) พูดถึงความมุ่งมั่นต่อเป้าหมายครั้งใหม่ของทีมวิจัย

 

 

เนื้อหาและรูปภาพจาก

https://futurism.com/mit-unveils-new-material-thats-strongest-and-lightest-on-earth/

http://inhabitat.com/mit-researchers-unveil-ultralight-material-10-times-stronger-than-steel/

About No.028

นักออกแบบจากรั้วศิลปากรที่ทดลองผันตัวเองมาเป็นนักเขียน หมั่นเสาะหาข่าวสารที่น่าสนใจจากทั้งไทยและต่างประเทศ มาขบคิด เรียบเรียง บอกเล่าผ่านตัวอักษรให้กับคนที่สนใจ เพราะเชื่อว่าแท้จริงแล้ว ดีไซน์ คือเรื่องรอบตัวระยะใกล้ที่กำลังรอใครซักคนมาเปิดอ่าน // Dsign is everything.

0 comments on “วัสดุแห่งอนาคต น้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่งที่สุดในปฐพี

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: