ดีเกินไปแล้ว! เซรามิกแบบใหม่ล่าสุดของโลก สามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นได้

เซรามิกเป็นวัสดุที่ถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นวัสดุสำหรับทำภาชนะ บรรจุภัณฑ์ ตลอดจนสินค้าทนไฟและงานเคมีภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่สำคัญที่สุดของการใช้งานเซรามิกก็คือการขึ้นรูป เนื่องจากเมื่อได้รับความร้อนสูงระดับหลายร้อยองศาเซลเซียส เซรามิกจะแห้งแข็งและแตกหักได้ง่ายมาก การนำเซรามิกไปใช้จึงมีข้อจำกัดและต้นทุนสูง แต่เรื่องทั้งหมดกำลังจะกลายเป็นอดีต เพราะนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้ทำลายข้อจำกัดนี้ด้วยการค้นพบจากเหตุบังเอิญเพราะเล่นซนเท่านั้น !

นักวิจัยผู้เล่นซนกับสารเซรามิกในห้องทดลองคือ แรนดัลล์ เอิร์บ (Randall Erb) ศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องกลและอุตสาหกรรมร่วมมือกับกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น (Northeastern University) รัฐแมสซาชูเซตส์ ได้นำเครื่องพ่นไฟ (Blowtorch) พ่นใส่สารเซรามิกสังเคราะห์แบบใหม่ที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาเมื่อปีก่อนและพบว่ามีการเปลี่ยนรูปไปอย่างไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ผิดปกติจากเซรามิกทั่วไปอย่างมาก โดยเขากล่าวว่า “เราเผาเซรามิกด้วยที่พ่นไฟแล้วก็ทำตกพื้น การเปลี่ยนสภาพที่พื้นทำให้เราตระหนักได้ทันทีว่าเจอของดีเข้าให้แล้ว” หลังจากนั้นเขาและคณะนักวิจัยได้ทำการทดลองซ้ำ ๆ ก่อนพัฒนามาเป็นงานวิจัย

การพัฒนาเซรามิกขึ้นรูปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรม

งานวิจัยได้นำเซรามิกเหลวเข้าเบ้าหลอมแม่พิมพ์ และให้ความร้อนด้วยที่พ่นไฟซึ่งควบคุมอุณหภูมิ ระยะเวลา และรูปแบบการเผาตามที่กำหนดทำให้สามารถขึ้นรูปเซรามิกได้ตามที่แม่พิมพ์กำหนด ต่างจากเดิมที่เซรามิกจะแตกเป็นชิ้นส่วนกระจัดกระจาย โดยมีสาเหตุจากการที่แผ่นเซรามิกได้รับความร้อนในอัตราความเร็วที่เหมาะสม ต่างจากการขึ้นรูปแบบเดิม ๆ ที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนสูงในระยะเวลาอันสั้น ซึ่งเป็นรูปแบบการขึ้นรูปแบบเดิม ดังนั้น เซรามิกแบบใหม่นี้จะสามารถขึ้นรูปด้วยความร้อนได้ไม่ต่างจากโลหะหรือพอลิเมอร์

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ที่สำคัญคือการขึ้นรูปเป็นวัสดุระบายความร้อนในอุปกรณ์ที่ส่งสัญญาณคลื่นวิทยุ ที่เดิมทีจะต้องใช้แท่งอะลูมิเนียมจำนวนมากเพื่อลดปัญหาสัญญาณรบกวนจากคลื่นวิทยุ (อะลูมิเนียมไวต่อสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ในการระบายความร้อนของอุปกรณ์ แต่เซรามิกขึ้นรูปที่เพิ่งวิจัยสำเร็จนี้ระบายความร้อนได้ดีมากในระยะเวลาสั้น ๆ แต่ไม่มีผลต่อสัญญาณวิทยุของอุปกรณ์เนื่องจากเซรามิกไม่ไวต่อสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

โดยล่าสุด เหล่านักวิจัยได้รับเงินอุดหนุนการวิจัยเพื่อต่อยอดพัฒนาเทคโนโลยีเซรามิกสังเคราะห์รูปแบบใหม่ล่าสุดของโลกและขยับขยายสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ด้วยการตั้งบริษัท ฟูเรียร์ (Fourier) บริษัทสตาร์ตอัปใหม่ที่แยกตัวออกมาจากมหาวิทยาลัยเพื่อบริหารจัดการการวิจัยและพัฒนาโดยเฉพาะเป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ที่มาข้อมูล New Atlas

ที่มารูปภาพ Northeastern University