คาร์บอนไฟเบอร์ชนิดใหม่ที่อาจเปลี่ยนแปลงอนาคต
Cr. Wallpaperflare
คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุคอมโพสิท (Composite materials) คุณสมบัติของมันก็คือ มีความแข็งแรงสูง ต้านทานแรงดึงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อสารเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และอัตราการขยายตัวต่อความร้อนต่ำ เส้นใยคาร์บอนจึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมมากในอุตสาหกรรมการบินและวิศวกรรมอวกาศ การทหาร มอเตอร์สปอร์ต และการแข่งขันกีฬาอื่นๆ
แล้ววัสดุคอมโพสิทคืออะไร?
คอมโพสิทเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยการรวมวัสดุมากกว่า 2 ชนิดเข้าด้วยกัน โดยที่คอมโพสิทจะมีวัสดุที่เป็นเนื้อหลัก (matrix) และวัสดุเสริมแรง (reinforcement materials) ที่กระจายตัวอยู่ในเนื้อหลักนั้น วัสดุที่เป็นเนื้อหลัก จะรองรับวัสดุเสริมแรงให้อยู่ในรูปร่างที่กำหนด ขณะที่วัสดุเสริมแรงจะช่วยเพิ่ม หรือ ปรับปรุงสมบัติเชิงกลของวัสดุเนื้อหลักให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เช่น คอนกรีตเสริมเหล็ก เป็นต้น
Composite Materials : Cr.Wikipedia
ล่าสุดงานวิจัยของ KTH Royal Institute of Technology ในสวีเดนได้สาธิตวัสดุสถานะของแข็งที่มีความสามรถพิเศษ นั้นก็คือ วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิทแบบใหม่ (Carbon fiber Composite Materials) ชี้ให้เห็นว่าวัสดุชนิดนี้เมื่อใช้กระแสไฟฟ้าแล้วสามารถงอตัวได้ แถมมีคุณสมบัติยังเบากว่าอลูมิเนียมอีกด้วย
Cr. Techxplore
ซึ่งคอมโพสิตชนิดนี้ประกอบไปด้วยสามชั้น โดยที่สองชั้นเป็นคาร์บอนไฟเบอร์โดยทั่วไปเจือด้วยลิเธียมไอออน และคั่นด้วยวัสดุบางชนิดหนึ่ง
เมื่อชั้นของคาร์บอนไฟเบอร์แต่ละชั้นมีการกระจายตัวของอิออนเท่ากัน วัสดุนั้นจะอยู่ในแนวตรง และเมื่อใช้กระแสไฟฟ้าลิเธียมไอออนจะย้ายจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งทำให้วัสดุโค้งงอ ในทางกลับกันย้อนกลับของกระแสทำให้วัสดุสามารถกลับสู่สภาวะสมดุลและฟื้นคืนรูปกลับมาเป็นปกติได้
โดยนักวิจัยมีแนวคิดว่า "จะเป็นอย่างไรถ้าใบพัดของกังหันลมสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างให้สามารถรับกับความเร็วลมทุกสภาวะอย่างมีประสิทธิภาพ หรือ ปีกเครื่องบินสามารถปรับทิศทางได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้หางเสือที่ใช้ไฮดรอลิคเป็นตัวขับเคลื่อนโดยเปลี่ยนมาใช้ไฟฟ้าแทน" ซึ่งตอนนี้นักวิจัยกำลังพัฒนาคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิทชนิดนี้ให้สามารถควบคุมด้วยไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ
การก้าวล้ำของวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงมีโครงสร้างที่มีฟังชันก์มากขึ้น มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าวัสดุทั่วไป ในอนาคตอันใกล้ วัสดุเหล่านี้อาจมาเป็นส่วนหนึ่งของระบบกลไกของเครื่องจักร ยานพาหนะ หรือ หุ่นยนต์ เพื่อจัดการกับทรัพยากรที่ยั่งยืนทำให้ชีวิตประจำวันของพวกเราสะดวกสบายยิ่งขึ้นก็อาจไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกแล้ว
ติดตามความรู้ดี ๆ เน้น ๆ รู้ไว้ไม่เสียหายได้ที่
Reference
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
81ถูกใจ
11แชร์
9.9Kรับชม
แสดงความคิดเห็นของคุณ...
