อัศจรรย์ความเย็น! ทำกล้วยแข็งโป๊กด้วยไนโตรเจนเหลว

โป๊กๆ เสียงเคาะโต๊ะดังสนั่น ถ้าไม่หันไปดูคงไม่รู้ว่าต้นกำเนิดเสียงมาจาก "กล้วย" ลูกหนึ่งเท่านั้น จากกล้วยนิ่มๆ กลายเป็นกล้วยแข็งๆ เพียงแค่จุ่มลงใน "ไนโตรเจนเหลว" ที่มีอุณหภูมิต่ำถึง -196 องศาเซลเซียส และของเหลวเย็นนี้ยังสร้างความอัศจรรย์ได้อีกหลายอย่าง

กิจกรรม "คุยกันฉันวิทย์" ในแบบสัญจรวันที่ 25 ต.ค.52 นี้ หยิบเรื่องความเย็นว่าเล่นกันกลางร้านทรูคอฟฟี่ สยามสแควร์ ซ.3 โดยได้ น.ส.สมฤทัย ลอยมา ผู้ช่วยวิทยากร สำนักพัฒนาความตระหนักด้านวิทยาศาสตร์
องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) นำไนโตรเจนเหลวมาร่วมกิจกรรม "สนุกกับมหัศจรรย์แห่งความเย็น"

เมื่อไนโตรเจนถูกลดอุณหภูมิลงถึง -196 องศาเซลเซียส จากสถานะก๊าซที่อุณหภูมิห้อง (25 องศาเซลเซียส) จึงเปลี่ยนไปเป็นของเหลว ที่ความเย็นระดับนี้เมื่อจุ่มดอกไม้สดลงไป ทำให้กลีบดอกแข็งและแตกกระจายทันที ขณะที่กล้วยผลนิ่มๆ ก็แข็งจนเคาะโต๊ะได้เสียงดัง

ทั้งดอกไม้สดและกล้วย เป็นตัวแทนของเซลล์สิ่งมีชีวิต ที่ขยายตัวเมื่อสัมผัสความเย็นระดับ -196 องศาเซลเซียส จนเซลล์แตกและไม่สามารถคืนสภาพเดิมได้อีก

ต่างจากการทดลองกับสิ่งไม่มีชีวิต เมื่อจุ่มลูกโป่งที่เป่าลมจนพอง ลงในภาชนะบรรจุไนโตรเจนเหลว ลูกโป่งที่พองลมกลับแฟบลงทันตา แต่ทันทีที่ดึงลูกโป่งออก ลูกโป่งก็กลับคืนสภาพเดิม เพราะอากาศภายในลูกโป่งหดและขยายตัวได้

หรือแม้แต่ยางรถยนต์เหนียวหนึบก็แข็งจนใช้ตอกแทนตะปูได้ เมื่อ น.ส.สมฤทัย หยิบแผ่นยางที่ตัดเป็นรูปสามเหลี่ยมจุ่มลงไนโตรเจนเหลว

แม้ว่าเซลล์ของสิ่งมีชีวิต จะไม่สามารถทนต่อความเย็นจัดของไนโตรเจนเหลวได้ เพราะภายในเซลล์ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบถึง 80% ทำให้ขยายตัวจนเซลล์แตก แต่ยังมีเซลล์ชนิดหนึ่งของสิ่งมีชีวิต ที่ทนสภาพเย็นจัดนี้ได้ นั่นคือ "อสุจิ"

อสุจิทนต่ออุณหภูมิติดลบได้ เพราะเป็นเซลล์โปรตีน และมีสัดส่วนของน้ำในเซลล์น้อยกว่าเซลล์ทั่วๆ ไป คุณสมบัติในการทนต่อความเย็นของไนโตรเจนเหลวได้ จึงเป็นประโยชน์ต่อวงการแพทย์และปศุสัตว์ ที่เก็บน้ำเชื้อไว้ได้ โดยในการผสมพันธุ์สัตว์นั้นไม่จำเป็นต้องขนส่งพ่อพันธุ์เดินทางไกล อาศัยเพียงรีดน้ำเชื้อเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลวก็ขนส่งเป็นระยะทางไกลๆ ได้

สำหรับถังที่ใช้เก็บไนโตรเจนนั้น น.ส.สมฤทัยกล่าวกับทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV- ผู้จัดการออนไลน์ว่า ต้องเป็นถังเฉพาะที่ออกแบบมาให้ทนต่อการขยายตัวของไนโตรเจนที่มากถึง 700 เท่าเมื่อระเหยเป็นไอ โดยปากถังเก็บไนโตรเจนจะมีรูระบายอากาศ เพื่อช่วยป้องกันการระเบิดจากการขยายตัวของไนโตรเจน

น.ส.สมฤทัยกล่าวว่า เราเห็นการประยุกต์ใช้ไนโตรเจนเหลวในอุตสาหกรรมต่างๆ นอกการเก็บอสุจิในวงการแพทย์และปศุสัตว์ อาทิ อุตสาหกรรมรีไซเคิลยานยนต์โดยนำยางยนต์ใช้แล้ว ไปแช่แข็งในไนโตรเจนเหลว แล้วทุบให้ละเอียดก่อนหลอมเป็นยางใหม่ หรือการเชื่อมเย็นล้อรถไฟ โดยจุ่มแกนล้อรถไฟที่ผลิตขึ้นจากเหล็กและมีขนาดใหญ่กว่ารูของล้อ ซึ่งแกนเหล็กจะหดตัวแล้วใส่เข้าพอดีกับรูของล้อ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นแกนล้อจะขยายตัวแล้วติดแน่นกับล้อ เป็นต้น

“อันที่จริงมีก๊าซอื่นๆ อีกที่สามารถลดอุณหภูมิแล้วใช้ประโยชน์ได้ แต่มีความยุ่งยากกว่าก๊าซไนโตรเจน ซึ่งมีอยู่ทั่วไปในอากาศมากถึง 4 ใน 5 ส่วนของอากาศทั้งหมด และเราก้หายใจเอาไนโตรเจนเข้าไปทุกวัน แต่ไม่ได้ใช้ประโยชน์ การทำให้เป็นของเหลวนั้นเป็นการใช้ประโยชน์ไนโตรเจนทางอ้อม" น.ส.สมฤทัยกล่าว