ของดีของด้วงดำ
สารมหัศจรรย์ที่เจ๋งกว่าเทฟลอน
(เรียบเรียงโดย สัมโมทิก สวิชญาน)
เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า สารหล่อลื่นตรงข้อต่อขาของด้วงดำชนิดหนึ่ง ช่วยลดแรงเสียดทานได้ดีกว่าเทฟล่อน (Teflon) เสียอีก
ด้วงดำ (darkling beetle) ดังกล่าวมีชื่อสปีชีส์เต็มๆ คือ Zophobas morio ซึ่งอาจจะเรียกได้ว่าเป็นด้วงเศรษฐกิจเลยทีเดียว เพราะตัวอ่อนของมันมีชื่อเล่นว่า superworm คนนิยมนำมาทำเป็นอาหารสัตว์เลี้ยงหลายอย่าง เช่น ปลาคาร์พ นก กบ ไปจนถึงจระเข้
ด้วงดำ (darkling beetle) ในร่างตัวตัวอ่อน ที่มีชื่อเล่นว่า superworm ที่มา : Wikipedia
เปลือกตรงขาของด้วงดำ มีโครงสร้างเหมือนแผ่นซ้อนๆ กัน และมีรูหลั่งสารหล่อลื่นออกมาป้องกันการเสียดสีระหว่างข้อต่อขา (หรือที่เรียกเป็นภาษาวิทยาศาสตร์ว่า femoro-tibial joint ซึ่งถ้าในมนุษย์ก็คือตรงเข่า) และทำหน้าที่เป็น "โช้กอั้บ" (shock absorber) ดูดซับแรงกระแทกด้วย
นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้วิเคราะห์ลงลึกว่าสารดังกล่าวมีโครงสร้างทางโมเลกุลเป็นอย่างไร แต่จากในเบื้องต้นพบว่า มีความหนืดมากจนเกือบเป็นของแข็ง มีโปรตีนเป็นองค์ประกอบหลัก และไม่ละลายน้ำ
ด้วงดำ (darkling beetle) ที่มา : Wikipedia
สารนี้ลดแรงเสียดทานได้ดีแค่ไหน?
วิธีดูคือดูจากปริมาณทางฟิสิกส์ที่ชื่อว่า สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน (coefficient of friction) ซึ่งเป็นสัดส่วนระหว่างแรงที่ต้องใช้ดันให้ไถล กับแรงที่ประกบวัตถุเข้าด้วยกัน
ถ้าไถลได้ลื่นปื๊ด แทบไม่ต้องออกแรง สัมประสิทธิ์ก็ใกล้ศูนย์มากๆ แต่ถ้าแค่ประกบกันเบาๆ เช่น เอายางลบที่เป็นยางนิ่มๆ มาประกบกะไม้บรรทัดพลาสติก แล้วลองไถล จะพบว่าต้องออกแรงมากกว่าแรงประกบมากๆ อย่างนี้ก็คือสัมประสิทธิ์มากกว่า 1 นั่นเอง
สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน (coefficient of friction) ในสูตรทางฟิสิกส์จะใช้ตัวอักษรกรีก มิว Mu (μ) ที่มา : https://me-mechanicalengineering.com/wp-content/uploads/2015/11/direction-of-the-forces-calculating-frictional-force.png
นักวิทยาศาสตร์พบว่า เมื่อเอาแผ่นแก้วมาประกบแล้วลองไถล โดยมีสารหล่อลื่นจากด้วงดำแทรกกลาง สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอยู่ที่ 0.13 เทียบกับแผ่นแก้วแบบไม่มีอะไรแทรก อยู่ที่ 0.35 และแผ่นแก้วไถลกะเทฟล่อน อยู่ที่ 0.14
ต่อไปเราก็ใช้สารตัวนี้แทนเทฟล่อนได้แล้วสิ?
สารหล่อลื่นชนิดนี้มีองค์ประกอบหลักเป็นโปรตีน ฉะนั้นจึงมีข้อจำกัดเรื่องอุณหภูมิ ถ้าในอนาคตจะมีใครเอามาประยุกต์ใช้ ก็จะเหมาะกับของบางประเภทเท่านั้น เช่น ใช้หล่อลื่นในระบบไฟฟ้าเครื่องกลจุลภาค (microelectromechanical system หรือ MEMS) ข้อต่อในระบบพวกนี้มีขนาดเล็กมาก ต้องใช้ศาสตร์แห่งการหล่อลื่นที่ซับซ้อนมากกว่าปกติ เอาน้ำมันหล่อลื่นทั่วไปมาใช้ไม่ได้
ส่วนสารนี้จะดีในการใช้งานจริงแค่ไหน และจะสังเคราะห์เลียนแบบยังไง คงต้องศึกษาค้นคว้าและวิจัยกันต่อไป ขอขอบคุณด้วงดำและธรรมชาติสำหรับความมหัศจรรย์นี้
- 5
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
