เมื่อโฟมโลหะ (Metal Foam) สามารถซ่อมแซมตัวเองได้เหมือนกระดูกของเรา 😉
แม้จะไม่ได้เหนือมนุษย์เหมือนความสามารถรักษาตัวของวูฟเวอร์ลีน ใน X-men ใครจะเชื่อว่าโลหะก็สามารถรักษาตัวเองได้เหมือนกับกระดูกเรา Cr:Jonny Lindner/Pixabay
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยิPennsylvania ประสบความสำเร็จในการหาวิธีให้โฟมโลหะ (Metal Foam) สามารถซ่อมแซมตัวเอง ซึ่งกระบวนการสามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้อง (ไม่จำเป็นต้องทำการหลอมเชื่อมโลหะเพื่อซ่อมชิ้นงาน)
** มาทำความรู้จักโฟมโลหะกันก่อน **
เช่นเดียวกับโฟมพลาสติก โลหะโฟมคือโลหะที่มีช่องว่างภายในพรุนเหมือนกับแกนของกระดูกเรา ทำให้มีน้ำหนักเบาแต่ยังสามารถรับแรงได้มากเมื่อเทียบกับน้ำหนัก
ภาพตัดของเนื้อ Metalfoam, Cr: Wikimedia Commons
โดยโฟมโลหะบางชนิดเบาขนาดลอยน้ำได้ ทำให้โฟมโลหะนั้นเป็นวัสดุความหวังในการสร้างเมืองลอยน้ำ
ด้วยโครงสร้างเป็นรูพรุนภายในทำให้โฟมโลหะนั้นมีคุณสมบัติที่น่าสนใจอีกมาก นอกจากความเบา เช่น
1. เป็นวัสดุดูดซับเสียงและการสั่นสะเทือน รวมถึงสามารถกันแรงระเบิดได้
2. เป็นฉนวนกันความร้อน
3. สามารถใช้เป็นไส้กรอง
ทั้งนี้โฟมโลหะสามารถทำจากโลหะหลากหลายชนิด ทั้งเหล็กหล่อ เหล็กกล้า สแตนเลส อลูมิเนียม ไทเทเนี่ยม ทองแดง ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการนำไปใช้งาน
เป็นวัสดุที่ช่วยทำให้โครงสร้างมีน้ำหนักเบาแต่ยังคงความแข็งแรงอย่างที่ต้องการ
โฟมโลหะนั้นยังมีทั้งแบบรูพรุนภายในแต่ผิวนอกปิดสนิท หรือแบบเปิดเหมือนฟองน้ำก็ได้แล้วแต่วัตถุประสงค์การใช้งาน
การประยุกต์ใช้โฟมโลหะแบบเปิดเพื่อใช้เป็นแผงระบายความร้อนให้กับหลอดไฟ LED
กลับมาเรื่องการซ่อมตัวเอง ของโฟมโลหะกันต่อ โดยปกติถ้าเป็นชิ้นงานโลหะเสียหายเช่น หัก แตก เราจะใช้วิธีให้ความร้อนเพื่อให้เนื้อโลหะละลายแล้วแข็งตัวกลับเป็นรูปทรงที่ต้องการ (บางครั้งใช้การเชื่อมพอก)
แต่สำหรับโฟมโลหะนั้น วิธีการเหล่านี้ย่อมใช้ไม่ได้เพราะจะทำให้เสียคุณสมบัติการมีรูพรุนในเนื้อโลหะไป
เทคนิคการซ่อมชิ้นงานแบบปกติจะทำให้โครงสร้างของโฟมโลหะเสียรูปไป Cr: Pikul Research Group
ดังนั้นในการนี้ทีมวิจัยจึงต้องหาวิธีที่จะทำให้เนื้อโลหะนั้นสามารถตรวจจับจุดที่เสียหายก่อนทำการซ่อมแซมตัวเองให้ได้ก่อน
เหมือนกับกระดูกเราเมื่อเกิดหักเสียหายร่างกายจะส่งอาหารและออกซิเจนไปให้เซลบริเวณที่เสียหายทำการรักษาตัวเอง
หลักการรักษาตัวเองระหว่างกระดูก กับโฟมโลหะ, Cr: Pikul Research Group
ในการนี้ทีมนักวิจัยได้ทำการเคลือบผิวโครงสร้างของโฟมโลหะทำจากนิเกิลด้วย Parylene D โพลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นแต่จะขาดเมื่อโครงสร้างโลหะโฟมเสียหายเผยให้เห็นใส้โลหะที่อยู่ด้านใน
หลังจากนั้นทีมงานจะนำชิ้นงานที่เสียหายมาทำการซ่อมแซมด้วยเทคนิคเดียวกับการซุบโลหะ (Electroplating) นั้นคือนำชิ้นงานจุ่มในสารละลายโลหะอิเล็กโทรไลต์และปล่อยกระแสไหลผ่านชิ้นงานและขั้วนำไฟฟ้าอีกขั้ว
ใช้เทคนิคเดียวกับการชุบโลหะในการซ่อมแซมโฟมโลหะ, Cr: Pikul Research Group
เนื้อโลหะก็จะทำการก่อตัวงอกขึ้นใหม่เฉพาะบริเวณที่ชิ้นงานเสียหาย โดยทีมวิจัยสามารถซ่อมชิ้นงานที่เสียหายได้หลายรูปแบบ ทั้งชนิดเป็นรอยแตก หรือแม้แต่หักออกเป็น 2 ชิ้น
ทั้งนี้ก็เหมือนกับการรักษาตัวเองของกระดูกเราที่ต้องอาศัยสารอาหารและพลังงานในการซ่อมแผล เทคนิคการซ่อมตัวเองของโฟมโลหะนี้ก็เช่นเดียวกันที่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า และไอออนโลหะในสารละลายอิเล็กโทรไลต์
แม้จะไม่เหมือนในภาพยนต์ แต่อย่างน้อยก็ซ่อมตัวเองได้เหมือนกระดูกเราละกัน 😁
- 39
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
