แก้วชนิดใหม่! แข็งแรงพอกับเหล็ก

วิศวกรยังคงค้นหาวิธีการที่เป็นไปได้ในการสร้างอาคารหรืออุปกรณ์ต่างๆ ให้มีความแข็งแรงขึ้น พวกเขาจึงมักจะหาวิธีการใหม่ๆ ในการปรับปรุงคุณสมบัติของแก้ว โดยปกติแล้ว แก้วจะผลิตโดยการหลอมและขึ้นรูปด้วยความร้อน เมื่อเย็นตัวลงจะมีลักษณะโปร่งใส แต่ก็มีมากที่กระจกที่เราเห็นว่ามันวิบวับอยู่ข้างตึกสูงระฟ้า หรือกระจกที่นำมาทำหน้าจอสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตจะผ่านกระบวนการพิเศษที่เสริมสร้างวัสดุโดยการเพิ่มโลหะ และในขณะนี้ทีมนักวิจัยได้ค้นพบวิธีใหม่ในการปรับคุณสมบัติของกระจกให้มีความแข็งแรงมากขึ้นแล้ว

ทีมนักวิจัยของมหาวิทยาลัยโตเกียวและสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนญี่ปุ่น ได้สร้างชนิดของแก้วที่มีความแข็งแรงมากกว่าโลหะหลายชนิด ซึ่งงานวิจัยนี้ได้ตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาวิธีที่จะทำให้แก้วมีแข็งแรงขึ้น หนึ่งในวิธีนั้นคือ การเพิ่มออกไซด์ของอลูมิเนียมมากขึ้นในส่วนผสมโดยเฉพาะอลูมินา (alumina) เนื่องจากมันเป็นหนึ่งในหมู่ออกไซด์ที่ต้องใช้พลังงานสูงในการสลายพันธะ

นักวิจัยอธิบายว่า พวกเขาเอาชนะอุปสรรคสำคัญในการสร้างแก้วที่ผสมด้วยออกไซด์ของอลูมิเนียมจำนวนมากได้โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าaerodynamic levitation ซึ่งเป็นวิธีการที่คล้ายกับเล่นมายากล โดยที่กระบวนการผสมเกิดขึ้นกลางอากาศในขณะที่มีการขึ้นรูป ใช้แรงดันจากแก็สออกซิเจนจากด้านล่าง จากนั้นใช้เลเซอร์เพื่อผสมวัสดุเข้าด้วยกัน

แก้วที่ได้จะไม่แตกเมื่อตกลงพื้น หรือถูกทำให้แตกได้ด้วยวัตถุอื่นๆ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการใช้งานที่หลากหลาย ทั้งการทำหน้าต่างรถยนต์ สร้างตึกระฟ้า รวมทั้งหน้าจอสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต

ในความพยายามครั้งแรกของการสร้างแก้วที่ผสมด้วยอลูมินานั้น ซิลิคอนไดออกไซด์ที่เป็นส่วนผสมอยู่ด้วยทำให้พื้นผิวของแก้วขุ่นมัน ไม่มีความโปร่งใสอย่างที่คาดหวังไว้ แต่ในการทดลองครั้งนี้ พวกเขาค้นพบวิธีในการกำจัดปัญหาดังกล่าวแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ใหม่จึงเป็นแก้วที่มีส่วนประกอบของออกไซด์ของอลูมิเนียมที่มากกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีการผลิตก่อนหน้า และมีความโปร่งใส ไม่มีสี ทั้งยังถูกทำลายได้ยาก ซึ่งจากการทดสอบแสดงให้เห็นว่า มันแข็งแรงกว่าโลหะมาก และเกือบจะแข็งแรงพอๆ กับเหล็กเลยทีเดียว

นักวิจัยหวังว่าเทคนิค  aerodynamic levitation จะมีความเป็นไปได้ในการผลิตแก้วที่มีความแข็งแรงทุกประเภท  แต่ในขณะนี้พวกเขายังคงต้องหาวิธีการที่จะผลิตเพื่อให้ได้แก้วที่มีขนาดใหญ่มากขึ้นก่อน เนื่องจากตอนนี้เทคนิคนี้ยังคงสามารถทำงานได้ในชุดการทำงานเล็กๆ แต่เมื่อใดก็ตามที่สามารถผลิตได้ขนาดมากขึ้นกว่านี้รับรองว่า มันจะกลายเป็นวัสดุในการสร้างอาคาร หรือหน้าจอโทรศัพท์มือถือที่ตกแตกยากแน่นอน