ทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา (NC State) สหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการพัฒนานวัตกรรมวัสดุคอมโพสิตอัจฉริยะ (Self-healing composite) ที่สามารถซ่อมแซมรอยร้าวภายในได้ด้วยตัวเองมากกว่า 1,000 ครั้ง ซึ่งอาจเปลี่ยนนิยามการซ่อมบำรุงเครื่องจักรในอนาคตไปตลอดกาล
แก้โจทย์หินที่ค้างคามาเกือบศตวรรษ
ปกติแล้ววัสดุน้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่งที่ใช้ทำปีกเครื่องบิน มักมีจุดอ่อนคือการ “หลุดลอกระหว่างชั้น” (Delamination) เมื่อเกิดรอยร้าวภายใน ซึ่งซ่อมยากและมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ทีมนักวิจัยจึงปิ๊งไอเดียใส่ “ชุดปฐมพยาบาล” ลงไปในเนื้อวัสดุด้วยเทคโนโลยี 2 อย่าง:
พิมพ์ 3 มิติสารซ่อมแซม: ใส่สารเทอร์โมพลาสติกชนิดพิเศษลงบนเส้นใยวัสดุ ทำให้ทนทานกว่าเดิมถึง 4 เท่า
ฝังชั้นทำความร้อนคาร์บอน: เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป ความร้อนจะทำให้สารซ่อมแซมละลายแล้วไหลเข้าไปอุดรอยร้าวได้ทันที
จากอายุการใช้งานหลักสิบปี สู่หลัก "ร้อยปี"
จากการทดลองสุดโหดต่อเนื่อง 40 วัน พบว่าวัสดุนี้สามารถซ่อมตัวเองสลับกับการโดนทำให้พังได้ถึง 1,000 รอบ! นักวิจัยประเมินว่า หากเรากระตุ้นระบบซ่อมแซมทุกๆ 3 เดือน วัสดุนี้อาจมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 125 ปี และอาจพุ่งไปถึง 500 ปี หากซ่อมแซมปีละครั้ง เทียบกับวัสดุเดิมที่มีอายุแค่ 15-40 ปีเท่านั้น
คำตอบของงานอวกาศและอุตสาหกรรมหนัก
เทคโนโลยีนี้ไม่ได้มีดีแค่เรื่องประหยัดเงินหรือลดขยะโลก แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญสำหรับ “ยานอวกาศ” ที่ต้องไปปฏิบัติภารกิจไกลโพ้นจนมนุษย์ไม่สามารถตามไปซ่อมได้
ปัจจุบันงานวิจัยนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรเรียบร้อยแล้ว ภายใต้สตาร์ตอัป Structeryx Inc ซึ่งเตรียมร่วมมือกับค่ายเครื่องบินและหน่วยงานรัฐ เพื่อนำวัสดุสุดล้ำนี้ไปใช้งานจริงในเร็วๆ นี้
tags : newatlas
