วัสดุผสม หรือที่เรียกว่า คอมโพสิต “Composite” ถูกสร้าง และใช้งานอย่างแพร่หลายในปัจจุบันรวมถึงกิจการบินและอวกาศ อันเนื่องมาจากคอมโพสิตมีน้ำหนักเบา และทนทานต่อความร้อน แต่สิ่งสำคัญที่เราควรจะนึกถึงคือ วัสดุคอมโพสิตที่ใช้ทำโครงสร้าง หรือผิวของอวกาศยานเหล่านี้กำลังประสบกับสภาวะความเค้น หรือความเครียดทางกล (Mechanical stress) หรือไม่? เป็นไปได้ไหมที่จะมีวิธีทำให้เราทราบว่าวัสดุเหล่านี้กำลังมีความเค้นจนเกือบถึงขีดจำกัด เพื่อที่จะป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุจนทำให้เสียภารกิจ และชีวิตของนักอวกาศของเรา จึงเป็นที่มาของคอมโพสิตชนิดใหม่สามารถเรืองแสงภายใต้รังสียูวี!
คอมโพสิตชนิดนี้ ถูกพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัย ETH Zurich (ETH Zurich research institute) และมหาวิทยาลัย Fribourg (University of Fribourg) สวิตเซอร์แลนด์ วัสดุชนิดนี้ประกอบด้วยวัสดุสองชั้นสลับกันเคลือบด้วยลามิเนต จากไอเดียของมุกสังเคราะห์ หรือที่เรียกว่า “มาเธอร์ออฟเพิร์ล” (mother-of-pearl) ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นมาก่อนหน้านี้ ประกอบไปด้วยแผ่นแคลเซียมคาร์บอเนตที่เรียงซ้อนกันเหมือนอิฐ คล้ายกับหอยมุกตามธรรมชาติ จึงทำให้มีความแข็งแรง ทนทาน แนวคิดนี้จึงเป็นพื้นฐานการพัฒนาคอมโพสิตของ ETH แต่ใช้แผ่นอะลูมิเนียมออกไซด์แบบเรียงชิดกัน เชื่อมเข้าด้วยส่วนผสมของอีพอกซีเรซินและอนุภาคไททาเนียมออกไซด์
อีกวัสดุหนึ่งที่สำคัญถูกรวมเข้าไปคือ โพลีเมอร์พลาสติกที่มีชื่อว่า “Mechanophores” ซึ่งปกติจะมีสีชมพูอ่อนเมื่อดูภายใต้แสงจากรังสีอัลตราไวโอเลตหรือยูวี แต่จะเรืองแสงเป็นสีม่วงเมื่อถูกยืด หรือขยายตัวออก ดังนั้น คอมโพสิตเกิดการขยายตัว บิด โค้งงอ หรือเกิดความเค้นในพื้นผิว โพลีเมอร์ Mechanophores นี้ จะเปลี่ยนสีหากตรวจสอบด้วยแสงยูวี ทำให้ได้ทราบก่อนที่จะเกิดการชำรุดขึ้นกับวัสดุนี้ ยิ่งไปกว่านั้นปริมาณความเค้นในพื้นผิวสามารถวัดได้ด้วยความเข้มของการเรืองแสง โดยยิ่งยืดตัวออกมากเท่าไหร่ วัสดุก็จะยิ่งส่องแสงมากขึ้นเท่านั้น
แต่คอมโพสิตชนิดนี้ ยังอยู่ในระดับของการผลิตในห้องทดลองปฏิบัติการเท่านั้น ต้องมีการวิจัยเพิ่ม เติมสำหรับการผลิตที่เหมาะสมในเชิงพาณิชย์ต่อไป
ที่มา : https://newatlas.com/materials/lightweight-composite-change-color-stress/9
แปลและเรียบเรียง : ricebird572
