นักวิจัยจีนเผย ‘วัสดุใหม่’ มากคุณสมบัติสำหรับแวดวงการบินและอวกาศ

สำนักข่าวซินหัว สื่อทางการจีน รายงาน (27 พ.ค.) — ทีมวิจัยของจีนประกาศว่าได้พัฒนา “วัสดุพิเศษ” ที่มีคุณสมบัติเหนือกว่าเซรามิกและโลหะ ซึ่งคาดการณ์ว่าจะถูกนำมาเป็นตัวเลือกสำหรับการผลิตพลาสติกวิศวกรรมในสาขายานยนต์และอวกาศ ในฐานะวัสดุที่มีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า

รายงานใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสารไซแอนซ์ แอดวานซ์ (Science Advances) ระบุว่า วัสดุใหม่มีความหนาแน่นอยู่ที่เพียง 1 ใน 6 ของเหล็กกล้า แต่มีจุดเด่นที่ความแข็งแกร่งและความทนทาน ทำให้สามารถทนต่ออุณหภูมิตั้งแต่ติดลบ 120 องศาเซลเซียสถึง 150 องศาเซลเซียส

ทีมวิจัยที่นำโดย อวี๋ซู่หง ศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน ในเหอเฝย เมืองเอกของมณฑลอันฮุย ทางตะวันออกของจีน

อวี๋กล่าวว่าวัสดุใหม่นี้ถูกสร้างขึ้นจากเซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ (CNF) อันเป็นหนึ่งในแหล่งทรัพยากรสีเขียวที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดที่สามารถหาได้จากพืชหรือผลิตจากแบคทีเรีย

วัสดุดังกล่าวมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่ถึง 1 ใน 10,000 ของเส้นผมมนุษย์ ทั้งยังมีคุณสมบัติในระดับจุลภาคที่แข็งแกร่งกว่าเหล็ก อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติในระดับมหภาค กลับอ่อนแอกว่าอย่างยิ่ง

ด้วยเหตุนี้ วิธีการสร้างวัสดุเซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง จึงยังคงเป็นเรื่องท้าทายสำหรับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก
คณะนักวิจัยพบว่าคุณสมบัติที่เหนือกว่าของวัสดุใหม่นั้นมาจากเครือข่ายนาโนไฟ 3 มิติที่ผลิตจากกลูโคสด้วยวิธีสังเคราะห์ทางชีวภาพ ซึ่งแสดงให้เห็นโครงสร้างหลายชั้นในระดับไมครอน

“(โครงสร้างนี้) คล้ายกับชั้นของใยแมงมุม” กวนชิ่งฟางสมาชิกในทีมให้สัมภาษณ์กับสำนักข่าวซินหัวเช่นนี้

กวนกล่าวว่าเมื่อได้รับแรงกระแทกที่ความเร็ว 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โครงสร้างสามารถดูดซับและกระจายพลังงานมหาศาลดังกล่าวได้ทันที โดยไม่เกิดการเสียรูปหรือรอยร้าว ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่เหนือกว่าเซรามิก พลาสติก และอลูมิเนียมผสมอัลลอย

ผลการวิจัยยังระบุว่า วัสดุดังกล่าวสามารถนำไปใช้กับรถยนต์ อากาศยาน และเครื่องมือที่มีความแม่นยำ โดยเฉพาะการใช้งานด้านการบินและอวกาศ อย่างตัวยึดเลนส์สำหรับยานสำรวจดวงจันทร์ ซึ่งจำเป็นต้องมีน้ำหนักเบา ความแข็งแกร่งและความทนทานสูง ภายใต้สภาวะอากาศสุดขั้ว

เซลลูโลสยังเป็นวัสดุที่ราคาถูกกว่า เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า และมีศักยภาพที่จะมาแทนที่พลาสติกวิศวกรรมได้