นักวิจัยญี่ปุ่นทำสายไวโอลินจาก “ใยแมงมุม”

นักวิจัยญี่ปุ่นใช้เกลียวใยแมงมุมหลายพันเส้นเพื่อปั่นเป็น “สายไวโอลิน” ที่ให้น้ำเสียง “นุ่มนวล” และ “ลุ่มลึก” ใกล้เคียงสายจากเอ็นแบบดั้งเดิมหรือสายเหล็ก ซึ่งเกิดการปั่นให้เส้นใยมีโครงสร้างที่ยึดแน่นและไม่มีช่องว่างระหว่างเส้นใย

รายละเอียดของงานวิจัยนี้บีบีซีนิวส์ระบุว่า จะเผยแพร่ลงในวารสารฟิสิคัลรีวิวเลตเอตร์ส (Physical Review Letters) โดย ดร.ชิเกโยชิ โอซากิ (Dr.Shigeyoshi Osaki) จากมหาวิทยาลัยแพทย์นารา (Nara Medical University) ของญี่ปุ่น ซึ่งเป็นผู้วิจัยผลงานดังกล่าว ได้สนใจในคุณสมบัติเชิงกลของเส้นใยแมงมุมมาหลายปีแล้ว

เมื่อปี 2007 เขาได้ศึกษาเส้นใยรับแรง (dragline) ที่แมงมุมใช้ห้อยตัวลงมา โดยได้แสดงปริมาณความแข็งแรงของเส้นใยดังกล่าวและเผยแพร่ลงวารสารพอลิเมอร์ (Polymer Journal) ซึ่งเขามีวิธีที่เยี่ยมยอดเพื่อให้ได้เส้นใยรับแรงในปริมาณมากจากแมงมุมที่เพาะเลี้ยงในที่กักขัง และตอนนี้เขาหันมาให้ความสนใจในการประยุกต์วัสดุที่น่าทึ่งชนิดนี้

ดร.โอซากิใช้แมงมุม เนฟิลา มาคูลาตา (Nephila maculata) เพศเมียจำนวน 300 ตัวเพื่อผลิตเส้นใยรับแรง โดยใช้เส้นใยแมงมุม 3,000-5,000 เส้นหมุนเกลียวไปในทิศทางเดียวเพื่อให้ได้ มัดเส้นใย จากนั้นใช้มัดเส้นใย 3 มัดหมุนเกลียวในทางตรงกันข้ามเพื่อผลิตเป็นสายไวโอลิน จากนั้นก็ทำการทดสอบความทนแรงดึง (tensile) ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้สายขาดระหว่างที่นักไวโอลินกำลังแสดงคอนเสิร์ต

ผลจากการทดสอบพบว่าสายไวโอลินจากใยแมงมุมนี้ทนต่อแรงดึงน้อยกว่าเส้นเอ็นแบบดั้งเดิม (ซึ่งใช้กันค่อนข้างน้อย) แต่ก็ทนกว่าเส้นใยไนลอนที่เคลือบอลูมิเนียม และจากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพบว่า เมื่อพิจารณาภาคตัดขวางของสายไวโอลินที่กลมเกลี้ยงนี้พบการอัดกันแน่นในรูปร่างที่แตกต่างกันจนไม่เหลือช่องว่างอยู่ ซึ่ง ดร.โอซากิกล่าวว่า เป็นคุณสมบัติของเส้นใยที่หนุนให้เกิดความแข็งแรงและมีเสียงที่เป้นเอกลักษณ์

“นักไวโอลินระดับเซียนหลายๆ คนรายงานว่า สายไวโอลินจากใยแมงมุมนี้ให้ลักษณะเสียงที่ดีกว่า ซึ่งจะนำไปใช้สร้างดนตรีใหม่ๆ ได้ และสายไวโอลินจากเส้นใยแมงมุมก็เป็นนวัตกรรมที่ใช้ประโยชน์ได้จริงและเป็นผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มมูลค่าได้สูง อีกทั้งให้เสียงที่ลักษณะเฉพาะแก่ทั้งนักไวโอลินและผู้รักดนตรีทั่วโลก” ดร.โอซากิกล่าว