กระจกอลูมินา ไม่มีวันแตกร้าว

ถึงแม้นว่าตอนนี้ไม่มีใครกลัวสมาร์ทโฟนตกจนหน้าจอแตกเละกันเพราะมีฟิลม์กันแตกร้าว แต่อีกในไม่ช้ากระจกบนสมาร์ทโฟนรวมไปทั้งกระจกหน้าต่างบ้าน อาคาร กระจกรถยนต์ก็จะไม่แตกง่ายและความแกร่งและความเหนียวใกล้เคียงกับเหล็กอีกต่างหาก นั้นคือวิวัฒนาการของกระจกอลูมินาที่ไม่มีวันแตกร้าวมีคุณสมบัติในทางแข็งแกร่งแล้ว ยังใสเป็นพิเศษ บางและเบากว่ากระจกทั่วไปที่วัดได้จากไมโครมิเตอร์(Micrometer) อีกด้วย

โลกใช้ประโยชน์จากแก้วหรือกระจกอยู่มากมาย ตั้งแต่ของใช้เล็กๆ น้อยๆ ในชีวิตประจำวัน เรื่อยไปจนถึงเป็นส่วนสำคัญในรถยนต์และการก่อสร้างสถาปัตยกรรมต่างๆ ทั้งๆ ที่กระจกมีจุดอ่อนสำคัญอยู่ตรงที่มีความเปราะ แตกง่าย เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้ผลิตกระจกมักเพิ่มชั้นวัสดุที่มีความหยุ่นเหนียวเพื่อป้องกันอันตรายเมื่อกระจกได้รับแรงกระแทกจนแตกออกแต่นั่นเป็นเพียงการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุ

นักวิจัยจากหลายประเทศพยายามหาทางแก้ปัญหาที่ต้นเหตุ คือทำให้กระจกมีความแข็งแกร่งทนทานสูง แตกหักยาก แต่ก็ยังไม่ประสบความสำเร็จ จนกระทั่งทีมวิจัยจากญี่ปุ่น นำโดย รองศาสตราจารย์ อัตสึโนบุ มาสุโนะ นักวิชาการจากสถาบันวิทยาศาสตร์อุตสาหกรรม ของมหาวิทยาลัยโตเกียวพัฒนากระจกอลูมินาไม่มีวันแตกร้าว

ทีมวิจัยจากญี่ปุ่น นำโดย รองศาสตราจารย์ อัตสึโนบุ มาสุโนะ สามารถค้นพบวิธีการในการจัดสร้างกระจกที่มีความแข็งแกร่งสูงมากจนแทบไม่แตกหักได้ในที่สุดนั้นคือกระจกอลูมินาไม่มีวันแตกร้าว และมีการเผยแพร่ผลสำเร็จดังกล่าวเป็นรายงานทางวิทยาศาสตร์ในวารสารวิชาการ เนเจอร์ เมื่อไม่นานมานี้ี

ที่ผ่านมา นักวิจัยค้นพบแล้วว่า ถ้าหากเราผสมอลูมินา ซึ่งเป็นออกไซด์ของอะลูมิเนียมเข้ากับซิลิคอนไดออกไซด์ ที่เป็นส่วนผสมสำคัญในการผลิตแก้วหรือกระจก กระจกที่ได้จากส่วนผสมใหม่ดังกล่าวนี้จะแข็งแกร่งกว่าเดิม อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ที่ทำวิจัยด้านนี้พบอุปสรรคสำคัญในการผลิตกระจกจากส่วนผสมใหม่นี้

อุปสรรคสำคัญในการผลิตกระจกนั่นคือเมื่อพยายามใช้อลูมินาผสมลงไปเป็นปริมาณมากๆ จะเกิดปัญหาตามมาเนื่องจากอลูมินาในส่วนผสมดังกล่าวจะจับตัวเป็นผลึกในทันทีที่สัมผัสกับภาชนะบรรจุ ทำให้ไม่สามารถรวมตัวกับส่วนผสมอื่นให้เกิดเป็นกระจกได้

สิ่งที่ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยโตเกียวคิดค้นขึ้นนั้น เป็นวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเฉพาะ ระบบของทีมวิจัยสามารถผลิตแผ่นกระจกได้โดยไม่จำเป็นต้องมีภาชนะหรือเบ้าแต่อย่างใดทั้งสิ้น โดยอาศัยแรงดันของก๊าซผลักให้ส่วนผสมทั้งหมดลอยอยู่ในอากาศทำให้มีเวลาที่ส่วนผสมเหล่านั้นรวมตัวเข้าด้วยกันในทางเคมี

ผลลัพธ์ที่ได้จากกระบวนการผลิตแบบใหม่นี้ทำให้ได้กระจกอลูมินาไม่มีวันแตกร้าว กระจกใสที่มีส่วนผสมของอลูมินาได้มากถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ส่งผลให้มีความแข็งแกร่งสูงมาก เมื่อวัดความแข็งแกร่งด้วยหน่วยวัด ยังส์ โมดูลัส (Young’s modulus) สำหรับใช้วัดความแข็งแกร่งและหยุ่นเหนียวของเหล็กและเหล็กกล้า พบว่าค่าของความแกร่งและความเหนียวใกล้เคียงกับเหล็ก

"อลูมินา กลาส" กระจกอลูมินาไม่มีวันแตกร้าว ที่ได้จากระบบการผลิตแบบแอโรไดนามิก เลวิเทชั่นนี้ นอกจากจะมีคุณสมบัติในทางแข็งแกร่งแล้ว ยังใสเป็นพิเศษ บางและเบากว่ากระจกทั่วไปที่วัดได้จากไมโครมิเตอร์(Micrometer)หรือเวอร์เนียคาลิปเปอร์(Vernier Caliper) อีกด้วย ซึ่งส่งผลให้การนำมาประยุกต์ใช้ทำได้กว้างขวางอย่างมาก

กระจกอลูมินาไม่มีวันแตกร้าวสามารถนำกระบวนการผลิตใหม่นี้ไปผลิตกระจกหน้าต่างอาคาร กระจกรถยนต์ เรื่อยไปจนถึงการนำมาใช้เป็นหน้าจอของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตั้งแต่เครื่องรับโทรทัศน์ จอคอมพิวเตอร์ หน้าจอแท็บเล็ต และสมาร์ทโฟน เป็นต้น ทางรองศาสตราจารย์ มาสุโนะ คาดว่าจะสามารถปรับปรุงกระบวนการผลิตให้สามารถผลิตในเชิงพาณิชย์ได้ภายใน 5 ปีนี้

Cr.ประชาติธุรกิจ