Super Jelly ข้างนอกซอฟต์ใสแต่ภายในแข็งแรง ช้างเหยียบยังไม่แหลก !!

คุณคงคิดว่าวัสดุใดก็ตามที่มีความนุ่มนิ่มเหมือนเยลลี่ แค่ใช้เท้าเหยียบมันคงแหลวกสลายไปกับตาอย่างแน่นอน แต่ไม่ใช่กับเจ้า Super jelly ภายนอกซอฟต์ใสแต่ซ่อนความแข็งแกร่งไว้ ให้รถยนต์หรือช้างมาเหยียบก็ยังไม่แหลก !!

ก่อนหน้านี้คุณอาจจะเคยเห็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงอย่าง ไฮโดรเจล (Hydrogel) ซึ่งมีการนำไปประยุต์ใช้กับงานด้านการแพทย์และวิศวกรรมอย่างแพร่หลาย ทว่า แม้ไฮโดรเจลจะมีความแข็งแรงและน้ำหนักเบา แต่มันยังไม่แข็งแรงมากพอที่จะรับน้ำหนักมาก ๆ อย่างเช่นแรงกดจากรถยนต์หรือแรงช้างเหยียบได้

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์จึงได้พัฒนาวัสดุสุดทนทานอย่าง Super jelly นี้ขึ้นมา เพื่อตอบโจทย์ในด้านความแข็งแรงที่ไฮโดรเจลไม่สามารถทำได้ แต่คุณจะต้องประหลาดใจมากกว่าเดิม เพราะวัสดุหลักของ Super jelly ประกอบด้วยน้ำถึงร้อยละ 80 เลยทีเดียว

แต่น้ำจะสามารถทนแรงกดมหาศาลได้อย่างไรกัน? ส่วนประกอบสำคัญอีกอย่างหนึ่งใน Super jelly คือโมเลกุลที่เรียกว่า คิวเคอร์บิทูริลส์ (Cucurbiturils) ซึ่งเป็นสารประกอบโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างคล้ายถังให้โมเลกุลของน้ำเข้าไปแทรกอยู่ตรงกลาง (เติมน้ำลงในถัง) ร่วมกับที่แต่ละโมเลกุลของคิวเคอร์บิทูริลส์ก็จะเชื่อมต่อกันกลายเป็นร่างแหด้วย (ให้ลองนึกภาพโกดังที่เก็บถังไม้หมักไวน์เรียงรายบนชั้น โครงสร้างภายในของ Super jelly ก็จะมีลักษณะคล้าย ๆ กัน)

โครงสร้างดังกล่าวทำให้ Super jelly มีความแข็งแรงอย่างมาก ก่อนที่จะได้รับแรงกดโมเลกุลของคิวเคอร์บิทูริลส์จะอยู่กันอย่างห่าง ๆ ทำให้มันมีน้ำหนักเบาและนุ่มนิ่ม แต่เมื่อได้รับแรงกดให้โมเลกุลต่าง ๆ เข้ามาชิดกันมากขึ้น จะเปลี่ยนให้ Super jelly อยู่ในสถานะที่มีความแข็งแรงทนทานสูง โดยรับน้ำหนักได้มากถึง 1,200 กิโลกรัมเลยทีเดียว

แม้จะยังอยู่ในช่วงของการพัฒนาปรับปรุง แต่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะนำ Super jelly นี้ไปใช้เป็นส่วนประกอบในอุตสาหกรรมหุ่นยนต์ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้กับโครงสร้างภายนอกของหุ่น ในขณะที่ยังคงความเบาและอ่อนนุ่มเอาไว้ 

นอกจากนี้ยังสามารถประยุกต์ใช้ทำข้อต่อเทียมในทางการแพทย์ เช่น ข้อเข่าเทียม ซึ่งต้องอาศัยวัสดุที่มีความแข็งแรงทนทานในการรับน้ำหนักร่างกาย แต่ต้องคงความอ่อนนุ่มเพื่อให้ข้อสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างราบลื่นด้วย แน่นอนว่า Super jelly อาจจะเป็นวัสดุทางเลือกที่ดีในการนำมาใช้นั่นเอง

ขอขอบคุณข้อมูลจาก Science Alert