ปรากฏการณ์ "น้ำรั่วซึม" ที่พบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน จุดประกายความสงสัยให้ 4 เด็กหนุ่มไทยไฟแรง คิดค้นการทดลองศึกษาพฤติกรรม "การรั่วซึมของหยดน้ำบนผิวผ้าในสภาวะไร้น้ำหนัก" บนเที่ยวบินพาราโบลากับแจกซา หวังเปิดประสบการณ์ใหม่ ต่อยอดสู่การวิจัยบนสถานีอวกาศ พร้อมชวนเด็กรุ่นใหม่หัวใจวิทย์ คิดการทดลองสนุกๆ ส่งเข้าร่วมคัดเลือกเพื่อไปทดลองที่ญี่ปุ่นปลายปีนี้
การศึกษาการแพร่กระจายของหยดน้ำบนพื้นผิวผ้าชนิดต่างๆ (A Study of Water Drops Spreading in Textiles) แนวคิดการทดลองของเด็กไทย 4 คน ได้รับคัดเลือกให้เข้าร่วมโครงการทดลองในสภาวะไร้น้ำหนักบนเครื่องบินที่ทำการบินแบบพาราโบลา (The Student Zero-gravity Flight Experiment Contest) ที่ประเทศญี่ปุ่น ในเดือน มี.ค. นี้ ซึ่งเป็นโครงการความร่วมมือระหว่างสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และ องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น หรือแจกซา (Japan Aerospace Exploration Agency: JAXA)
นายพงศกร พลจันทร์ขจร นักศึกษาปริญญาโทปี 1 คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) หนึ่งในสมาชิกของทีม เปิดเผยกับทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTVผู้จัดการออนไลน์ว่า จากการรั่วซึมของหยดน้ำที่พบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน เช่น การรั่วซึมของน้ำบนผิวผ้า, การรั่วซึมของน้ำในดิน ทำให้เกิดคำถามว่า หากปรากฏการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงหรือในอวกาศ ความเร็วในการรั่วซึม และระยะที่น้ำแพร่กระจายตัวออกไปจะเป็นอย่างไร
จึงนำความสงสัยนี้มาออกแบบการทดลองศึกษาพฤติกรรมการแพร่กระจายของหยดน้ำบนผ้าในสภาวะไร้น้ำหนัก ซึ่งเมื่ออยู่ในสภาวะไร้น้ำหนัก การรั่วซึมของหยดน้ำบนผิวผ้าจะได้รับอิทธิพลจากแรงคาปิลลารี (capillary force) เท่านั้น ต่างจากในสภาวะปกติบนพื้นผิวโลกที่จะมีแรงโน้มถ่วงของโลกเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย
ทั้งนี้ แรงคาปิลลารี คือแรงที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่มีช่องว่างขนาดเล็ก ทำให้น้ำสามารถเคลื่อนที่ไปบนผิวของช่องว่างขนาดเล็กได้ ซึ่งแรงนี้สามารถทำให้น้ำเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในแนวระนาบ หรือแม้แต่เคลื่อนที่ต้านแรงโน้มถ่วงของโลกก็ยังได้
ในการทดลองนี้ น้องๆ ได้เลือกทำการทดลองดูการแพร่กระจายของหยดน้ำในสภาวะไร้น้ำหนักบนผิวผ้า 5 ชนิด ได้แก่ ผ้าฝ้าย, ผ้าไหม, ผ้าซาติน, ผ้าเรยอน และผ้าไนล่อน โดยได้พัฒนาอุปกรณ์ให้สามารถทำการทดลองได้ภายในระยะเวลา 20 วินาที ที่เกิดสภาวะไร้น้ำหนักบนเครื่องบินในขณะทำการบินแบบพาราโบลา ซึ่งจะทำการบิน 2 เที่ยวบิน แต่ละเที่ยวบินจะทำให้เกิดสภาวะไร้น้ำหนัก 10 ครั้ง ซึ่งจะต้องตรึงผืนผ้าเตรียมไว้บนอุปกรณ์ เมื่อเครื่องบินเข้าสู่สภาวะไร้น้ำหนัก ก็จะทำการกดปุ่มเพื่อให้หยดน้ำค่อยๆ ไหลออกมา และสัมผัสลงบนผิวผ้า จนซึมหายไปทั้งหยด โดยติดตั้งกล้องวีดิโอบันทึกภาพไว้ที่ด้านข้างและด้านล่างของผืนผ้า เพื่อดูการซึมของหยดน้ำในแนวดิ่ง และการกระจายตัวของหยดน้ำในแนวระนาบ
"เราหวังว่าการทดลองนี้ช่วยให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับการซึมของน้ำในสภาวะไร้น้ำหนักมากยิ่งขึ้น ซึ่งความรู้ที่ได้สามารถนำมาต่อยอดพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับแรงคาปิลลารีได้ ทั้งในด้านวิศวกรรม ชีวภาพ นาโนเทคโนโลยี สิ่งทอ เสื้อผ้าสำหรับสวมใส่ในอวกาศ ตลอดจนดินหรืออาหารสำหรับปลูกต้นไม้ในอวกาศ" นายวศิน ตู้จินดา นักเรียนชั้น ม.5 โรงเรียนดรุณสิกขาลัย หนึ่งในตัวแทนเยาวชนไทยที่ได้รับคัดเลือกเข้าร่วมโครงการดังกล่าว อธิบายแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTVผู้จัดการออนไลน์ และสื่อมวลชน
"และจากการทดลองครั้งนี้ เราก็หวังว่าจะได้พัฒนาต่อยอดไปสู่การทดลองที่สามารถนำขึ้นไปทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติในส่วนห้องแล็บอวกาศคิโบ (KIBO) ของประเทศญี่ปุ่นได้" นายวศินบอกอย่างมุ่งมั่น
"อย่ามองว่าการทดลองหรือวิจัยจะต้องเป็นเรื่องซีเรียสไปทั้งหมด แต่อยากให้มองเรื่องที่เราคิดว่าทำแล้วสนุก ได้ประโยชน์ ได้ความรู้ และถ้าอยากได้ประสบการณ์ที่แปลกใหม่ น้องๆ ที่สนใจก็สามารถส่งข้อเสนอโครงการทดลองเข้ามาได้เลย" วศิน กล่าวทิ้งท้าย
นอกจากพงศกรและวศินแล้ว ยังมี นายวเรศ จันทร์เจริญ และนายจักรภพ วงศ์วิวัฒน์ นักศึกษาชั้นปีที่ 2 คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ที่จะเดินทางไปทำการทดลองดังกล่าวที่ประเทศญี่ปุ่น ในช่วงกลางเดือน มี.ค. นี้ ซึ่งทั้ง 4 คนนี้ เป็นเยาวชนในโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน (เจเอสทีพี) และทุกคนได้เตรียมความพร้อมทั้งในเรื่องการทดลอง และสมรรถภาพร่างกาย โดยทุกคนหวังว่าจะได้รับประสบการณ์ที่แปลกใหม่และท้าทาย ซึ่งอาจจุดประกายให้เกิดแนวความคิดใหม่ๆ สำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของไทยต่อไปในอนาคต
สำหรับน้องๆ ที่สนใจอยากมีโอกาสไปเปิดประสบการณ์การทดลองบนเที่ยวบินพาราโบลาที่ประเทศญี่ปุ่นเช่นเดียวกับเยาวชนทั้ง 4 คนนี้ สามารถส่งข้อเสนอโครงการทดลองเพื่อเข้าร่วมกิจกรรมในครั้งที่ 5 ได้ที่ สวทช. ได้ตั้งแต่วันนี้ถึง 31 พ.ค. 53 เพื่อให้คณะกรรมการพิจารณาคัดเลือกเพียง 1 โครงการ สำหรับเข้าร่วมทำการทดลองบนเครื่องบินที่ทำการบินแบบพาราโบลา ที่ประเทศญี่ปุ่น ในเดือน ธ.ค. 53 หรือ มี.ค. 54 โดยสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ฝ่ายสร้างความตระหนักทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สวทช. โทร. 0-2564-7000 ต่อ 1400, 1403
