เปลี่ยนเหล็กเป็น “ซูเปอร์คอนดักเตอร์” ด้วยเหล้า!

นับเป็นงานวิจัยที่แปลกและแหวกแนวไม่น้อย เมื่อนักวิจัยญี่ปุ่นเหนี่ยวนำให้สารประกอบเหล็กกลายเป็น “ซูเปอร์คอนดักเตอร์” ด้วยการจุ่มลงในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ยอดฮิต อย่างไวน์แดง สาเก และเหล้าญี่ปุ่นโชชู

ผลงานดังกล่าวเป็นของนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวัสดุศาสตร์ญี่ปุ่น (National Institute for Materials Science) ซึ่งได้พบว่า เมื่อจุ่มก้อนสารประกอบที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักลงในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่ให้ความร้อนเป็นเวลา 24 ชั่วโมง แล้วสามารถเพิ่มความสามารถในการเป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ หรือตัวนำยิ่งยวด ให้แก่สารประกอบเหล่านั้นได้

โดยปกติสารประกอบที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก จะกลายซูเปอร์คอนดักเตอร์หลังจากสัมผัสกับอากาศ แต่กระบวนการดังกล่าว ต้องใช้เวลาหลายเดือน หากแต่ไซน์เดลีรายงานว่า การศึกษาล่าสุดของนักวิจัยญี่ปุ่นนี้ ได้สาธิตให้เห็นว่าเราสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดซูเปอร์คอนดักเตอร์ได้ในเวลาเพียงวันเดียว

เนื่องจากมีการนำวัสดุที่มีคุณสมบัติ เป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ไปประยุกต์ใช้งานเชิงเทคโนโลยีอย่างหลากหลาย จึงมีการช่วงช่วงชิงสสารที่อาจเหนี่ยวนำและปรับปรุงสภาพการเป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ในสารประกอบที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักให้ดีขึ้น

สำหรับเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่นำมาใช้ในการทดลองนี้ ได้แก่ ไวน์ขาว ไวน์แดง เบียร์ สาเก โชชู และวิสกี้ ตัวอย่างสารประกอบเหล็กถูกจุ่มลงในเครื่องดื่มแต่ละชนิด แล้วให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส จากนั้นนักวิจัยจึงวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้

จากการทดลองทั้งหมดไวน์แดงแสดงศักยภาพในการเหนี่ยวนำให้เกิดคุณสมบัติเป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ได้ดีที่สุด

อย่างไรก็ดี แม้เครื่องดื่มแต่ละชนิดที่มีระดับแอลกอฮอล์เท่ากัน แต่ผลที่ได้ก็แตกต่างกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่า แอลกอฮอล์อาจไม่ใช่ตัวสร้างคุณสมบัติการเป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ แต่น่าจะเป็นสารประกอบอื่นที่อยู่ในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์แต่ละชนิดมากกว่า

สารประกอบเหล็กยังผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “การจัดเรียงแม่เหล็ก” ซึ่งโมเลกุลจะถูกจัดเรียงให้มีรูปแบบสม่ำเสมอ เพื่อเข้าถึงสภาพตัวนำยิ่งยวดจะต้องหยุดการจัดเรียงแม่เหล็ก และเพื่อทำให้เป็นซูเปอร์คอนดักเตอร์ธาตุที่อยู่ในสารประกอบเหล็กจะต้องถูกแทนที่ด้วยธาตุที่ปรากฏอยู่ในเครื่องดื่มแอลกอฮอล์

กลไกที่แท้จริงที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้นั้น ยังไม่เป็นที่รับรู้ในวงกว้าง แต่นักวิจัยระบุว่า อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการแทรกของอนุภาคมีประจุเข้าไปในชั้นของสารประกอบ และอีกทฤษฎีบอกว่าเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ช่วยเติมออกซิเจนให้ตัวอย่าง ซึ่งเป็นสาเหตุที่นำไปสู่สภาพตัวนำยิ่งยวด

ส่วนความเข้าใจที่ชัดเจนมากกว่านี้ จะเกิดขึ้นจากการวิเคราะห์โครงสร้างและองค์ประกอบของเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เพื่อจำแนกสิ่งที่เป็นปัจจัยสำคัญในการเหนี่ยวนำให้เกิดสภาพตัวนำยิ่งยวด

ศ.โยชิฮิโกะ ทากาโน (Prof.Yoshihiko Takano) จากกลุ่มศึกษาวัสดุนาโนของสถาบันวัสดุศาสตร์ญี่ปุ่นอธิบายว่า สารประกอบเหล็กกลายสภาพเป็นตัวนำยิ่งยวดจากการสัมผัสอากาศ แต่วิธีดังกล่าวนั้นต้องทำให้ตัวอย่างสัมผัสอากาศนานหลายเดือนเพื่อให้มีการแสดงสภาพซูเปอร์คอนดักเตอร์ออกมา ซึ่งเป็นเวลาที่นานมากๆ