Toward the Never-Ending Stars : สู่ดวงดาวที่ไม่มีวันดับ ตอนที่ 2 : ทะยานสู่ความท้าทาย
หลังจากการพูดคุยกับอาจารย์ที่ปรึกษา ณวัชเริ่มต้นโครงการวิจัยอย่างเป็นทางการ โดยศึกษาค้นคว้าเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงจรวด เพื่อให้เข้าใจทฤษฎี หลักการ และแนวคิดพื้นฐาน
ณวัชศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน แต่ก็พบว่ายิ่งศึกษามากเท่าไหร่ ก็ยิ่งเจอประเด็นใหม่ๆ ที่ท้าทายอยู่เสมอ ทําให้เขาตระหนักถึงความซับซ้อนของปัญหาที่กําลังเผชิญอยู่
ปัญหาแรกที่เขาพบคือการหาสารเคมีและวัสดุที่เหมาะสมมาใช้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิง เนื่องจากมีเงื่อนไขในการเลือกใช้อยู่หลายประการ
ณวัชพยายามศึกษาทบทวนเอกสารและผลวิจัยเพิ่มเติม เพื่อหาคําตอบว่าสารประกอบใดบ้างที่อาจนํามาใช้ได้ แต่ก็ยังไม่มั่นใจว่าควรเลือกตัวใด
นอกจากนี้ เขายังประสบปัญหาในการหาสูตรที่เหมาะสมสําหรับการสังเคราะห์เชื้อเพลิง การทดลองเบื้องต้นส่วนใหญ่ให้ผลไม่เป็นที่น่าพอใจ
ณวัชรู้สึกท้อแท้ใจเมื่อการทดลองต่างๆ ล้มเหลว แต่เขาบอกกับตัวเองเสมอว่าความล้มเหลวคือส่วนหนึ่งของการเรียนรู้และค้นพบ
ณวัชจึงตั้งสติและพยายามอย่างดีที่สุดในการปรับปรุงแนวทางและวิธีการ แม้ว่าโอกาสความสําเร็จจะดูเล็กน้อย แต่เขาก็ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากยืนหยัดต่อสู้เพื่อความฝันของเขาต่อไป
ณวัชตัดสินใจนําปัญหาที่พบไปปรึกษาอาจารย์ที่ปรึกษา เพื่อขอคําแนะนําในการแก้ไขปัญหา อาจารย์สุดาให้กําลังใจเขาและเสนอแนะให้ ณวัช ลองศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการจําลองแบบสารประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจช่วยให้เข้าใจโครงสร้างและสมบัติของสารเคมีได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น
ณวัชรู้สึกมีกําลังใจมากขึ้นหลังการพูดคุย เขามุ่งมั่นจะศึกษาแนวทางที่ได้รับแนะนํามาให้เข้าใจอย่างแจ่มชัด และหวังว่ามันจะช่วยพลิกผันสถานการณ์ที่ยากลําบากในตอนนี้ได้
หลังการปรึกษาอาจารย์ที่ปรึกษา ณวัชเริ่มศึกษาทําความเข้าใจเกี่ยวกับเทคนิคการจําลองสารประกอบทางคอมพิวเตอร์ เพื่อทํานายโครงสร้างและสมบัติของสารเคมีได้อย่างแม่นยํา
เทคนิคการจําลองสารประกอบทางคอมพิวเตอร์ คือ การใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ขั้นสูงในการสร้างแบบจําลองโครงสร้างโมเลกุลของสารเคมีต่างๆ โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ เคมี คณิตศาสตร์
โปรแกรมนี้จะนําข้อมูลเกี่ยวกับธาตุและอะตอมต่างๆ ที่เป็นองค์ประกอบของสารที่สนใจมาประมวลผล เพื่อคํานวณและจําลองพันธะเคมีระหว่างอะตอมเหล่านั้น สร้างเป็นโมเลกุลเสมือน
จากนั้นจะวิเคราะห์และคํานวณหาสมบัติต่างๆ ของสารประกอบ เช่น พลังงานยึดเหนี่ยว, ความเป็นไปได้ในการเกิดปฏิกิริยา, จลนพลศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลง เป็นต้น ซึ่งจะช่วยให้ทํานายสมบัติและพฤติกรรมของสารเคมีได้โดยไม่ต้องสังเคราะห์สารนั้นขึ้นมาจริง
ณวัชใช้เวลาหลายเดือนในการศึกษาและทําความเข้าใจหลักการของเทคนิคนี้อย่างละเอียด
เขาใช้เวลาหลายเดือนในการทําความเข้าใจหลักการและฝึกฝนทักษะจนคล่องแคล่ว แล้วจึงเริ่มป้อนข้อมูลเกี่ยวกับสมบัติของธาตุและสารประกอบต่างๆ ที่อาจนํามาใช้ในการสังเคราะห์เชื้อเพลิงเข้าไปในโปรแกรม
เมื่อโปรแกรมทําการประมวลผลเสร็จ ณวัชก็ได้รับรายงานที่แสดงโครงสร้างโมเลกุลและสมบัติต่างๆ ของสารประกอบเหล่านั้น รวมถึงผลการพยากรณ์ปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นเมื่อนําสารเหล่านี้มาผสมกัน
ณวัชศึกษาข้อมูลจากรายงานอย่างถี่ถ้วนเป็นเวลานาน เพื่อเลือกสารที่ดูมีศักยภาพในการเป็นส่วนประกอบเชื้อเพลิงจํานวน 20 ชนิด แล้วสั่งซื้อสารเหล่านี้มาทดลอง หวังว่าจะได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ
แต่ปรากฏว่า การทดลองจริงให้ผลแตกต่างไปจากการพยากรณ์ของโปรแกรมอย่างสิ้นเชิง ณวัชผิดหวังมากที่ต้องเผชิญกับความล้มเหลวอีกครั้ง
เขาใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการตรวจสอบหาสาเหตุของปัญหา และพบว่าโปรแกรมมีข้อจํากัดในการพยากรณ์ปฏิกิริยาของสารประกอบที่ซับซ้อน จึงให้ผลลพธ์ที่คลาดเคลื่อน
ณวัชได้ลองเปลี่ยนไปใช้โปรแกรมอื่นที่ซับซ้อนและแม่นยํากว่า แต่ก็ต้องเสียเวลามากขึ้นในการเรียนรู้ และผลลัพธ์ที่ได้ก็ยังไม่ตรงกับความเป็นจริงอยู่ดี
ณวัชเริ่มรู้สึกสิ้นหวัง เขาเสียเวลาไปกับข้อมูลจากคอมพิวเตอร์หลายเดือน แต่ก็ยังไม่บรรลุผลใดๆ
อย่างไรก็ตาม ณวัชบอกใจตนเองเสมอว่าจะไม่มีวันยอมแพ้ เขาตัดสินใจที่จะพึ่งพาประสบการณ์และสัญชาตญาณของตัวเองมากขึ้น และลงมือทดลองในห้อง Lab ด้วยตัวเองอย่างจริงจัง
แม้จะเจออุปสรรคมากมาย แต่ ณวัช ก็ไม่ละความพยายาม เขามุ่งมั่นจะต่อสู้เพื่อความฝันของตัวเองต่อไป
หลังจากความพยายามหลายครั้งแต่ยังไม่สามารถค้นพบสูตรเชื้อเพลิงที่เหมาะสม ณวัชเริ่มรู้สึกอ่อนล้าและท้อถอย
แต่แล้ววันหนึ่งขณะที่เขากําลังทบทวนบทความเก่าๆ ก็พบว่ามีงานวิจัยหลายชิ้นที่กล่าวถึงสารไอออนิกของเหลว หรือ Ionic Liquids (ILs) ว่ามีศักยภาพสูงในการเป็นเชื้อเพลิงจรวด
ไอออนิกของเหลว คือ สารประกอบเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบ มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง สามารถปรับเปลี่ยนสมบัติทางเคมีและกายภาพได้ โดยการเปลี่ยนชนิดของไอออน
ณวัช ตื่นเต้นมากกับไอเดียนี้ เขารีบศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ILs อย่างละเอียด และพบว่ามันมีคุณสมบัติหลายประการที่เหมาะสมกับการเป็นเชื้อเพลิงจรวด
ณวัชจึงตัดสินใจที่จะสังเคราะห์ ILs ขึ้นมา โดยเลือกใช้ 1-Ethyl-3-methylimidazolium nitrate [EMIM][NO3] เป็นไอออนิกของเหลวต้นแบบสําหรับการทดลอง
เขาเริ่มต้นจากการสังเคราะห์ [EMIM][NO3] จากสารตั้งต้น 1-methylimidazole และ Ethyl nitrate ผ่านปฏิกิริยา SN2 ในตัวทําละลายอินทรีย์ ได้ผลผลิตร้อยละ 72
จากนั้น ณวัช จึงนํา [EMIM][NO3] ไปทดสอบปฏิกิริยาไฮเปอร์กอลิกกับ oxidizer สารมาตรฐาน เช่น HNO3, N2O4 และ H2O2
ผลการทดลองปรากฏว่า [EMIM][NO3] มีฤทธิ์ไฮเปอร์กอลิกกับ HNO3 และ N2O4 โดยมี ignition delay time สั้นมากเพียง 13 ไมโครวินาที
ณวัช รู้สึกตื่นเต้นและดีใจมาก ที่การทดลองให้ผลบวกเป็นครั้งแรก หลังจากความพยายามอย่างหนัก ความฝันของเขากําลังจะเป็นจริงขึ้นแล้ว
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
