ชานมไข่มุก เป็นเครื่องดื่มที่มีต้นกำเนิดจากไต้หวัน ก่อนจะแพร่ขยายร่วมด้วยครองความนิยมไปทั่วโลกรวมถึงประเทศไทย เอกลักษณ์อย่างหนึ่งที่มาพร้อมกับชานมไข่มุกคือ การปิดฝาแก้วด้วยฟิล์มพลาสติก ซึ่งก่อนดื่ม เราต้องใช้หลอดปลายแหลมเจาะบนแผ่นฟิล์มพลาสติก การเจาะต้องทำอย่างรวดเร็วเพื่อไม่ให้ชานมในแก้วหกล้นออกมา
อาจมีคำถามว่า เหตุใดการเจาะจึงต้องทำอย่างรวดเร็ว? วัสดุศาสตร์แล้วก็ศาสตร์ของการวิเคราะห์ความเสียหายมีคำอธิบายดังนี้
การที่ต้องเจาะรวมไปถึงกระแทกหลอดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากต้องการให้ฟิล์มที่มีสมบัติเหนียวเกิดการฉีกขาดทันที ประกอบไปด้วยลดโอกาสการยืดตัวของฟิล์มให้น้อยที่สุด ในทางตรงข้ามหากเราเจาะอย่างช้าๆ ฟิล์มจะเกิดการยืดตัวแบบถาวร (plastic deformation) โดยจะยืดตัวอย่างช้าๆ จนถึงระดับน้ำชาในแก้ว ประกอบกับอาจทำให้น้ำชาหกเลอะเทอะได้
ในทางวัสดุศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การเปลี่ยนสมบัติจากเหนียวไปเป็นเปราะ (ductile-to-brittle transition) อันเป็นผลจากแรงกระทำทางกลที่สูง ซึ่งในกรณีนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อฟิล์มรับแรงเกินพิกัดมากๆ เท่ากับถูกเจาะกระแทกอย่างรวดเร็ว
นอกจากอิทธิพลของแรงแล้ว อุณหภูมิที่ต่ำก็สามารถทำให้วัสดุเปลี่ยนสมบัติจากเหนียวเป็นเปราะได้ด้วยเช่นกัน ตัวอย่างที่โดดเด่น เช่น กรณีการอับปางของเรือไททานิก
เรือไททานิกออกเดินทางครั้งแรกในช่วงฤดูหนาวซึ่งอากาศเย็นจัด และก็ในช่วงเวลานั้นองค์ความรู้ด้านโลหะวิทยายังมีจำกัด กล่าวเท่ากับ เหล็กกล้าที่ใช้ต่อเรือยังไม่มีการเติมธาตุนิกเกิล (nickel) ซึ่งมีสมบัติช่วยให้เหล็กมีความเหนียวร่วมกับรับแรงกระแทกได้ดีขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส
นอกจากนั้นเหล็กกล้าที่ใช้สร้างเรือในยุคนั้นยังมักมีสารมลทินเจือปนอยู่มาก ผลก็หมายความว่าการกระแทกของเรือกับภูเขาน้ำแข็งเพียงครั้งเดียว ก็เพียงพอทำให้เรือเกิดแตกร้าว จนน้ำทะเลไหลเข้ามา ส่งผลให้เรือจมลงในที่สุด
กลับมาที่ชานมไข่มุก นอกเหนือจากต้นเหตุแผ่นฟิล์มบนฝาแล้ว ปลายหลอดที่เฉียงและก็แหลมก็เป็นอีกสาเหตุสำคัญ จุดปะทะระหว่างปลายหลอดร่วมด้วยฟิล์มจะเกิดความเค้น (stress) สูงเนื่องจากแรงที่กระทำจะถูกส่งผ่านพื้นที่เล็กๆ บนปลายหลอด
น่ารู้ด้วยว่าการเจาะฟิล์มพลาสติกด้วยหลอดปลายตัดเฉียงใช้หลักการคล้ายคลึงกันกับกระสุนเจาะเกราะ เนื่องจากหัวกระสุนได้รับการออกแบบให้มีลักษณะแหลมและก็แข็ง จึงทำให้เมื่อกระสุนปะทะกับเกราะจะมีอัตราการเสียรูปต่ำ อีกทั้งพื้นที่หน้าตัดซึ่งมีขนาดเล็กจะทำให้เกิดความเค้นสูงที่จุดปะทะ เมื่อความเค้นสูงเกินความสามารถที่เกราะจะรับได้ กระสุนจึงพุ่งทะลุเกราะในที่สุด
ที่มาของข้อมูล – บทความ “บรรลัยวิทยา” โดย โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว วิศวกรอาวุโส ทีมวิจัยการวิเคราะห์ความเสียหายแล้วก็วิศวกรรมการเชื่อถือ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะแล้วก็วัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) โทรศัพท์ 0-2564-6500 ต่อ 4735
เนื้อหาเรียบเรียงใหม่จากต้นฉบับข่าวทาง มติชนออนไลน์ อย่าพลาดเรื่องราวดี ๆ จากทางเรา ที่เดียว คนเขียนบล็อก รวมเนื้อหาสำหรับคนที่สนใจในการเขียนบล็อก ทำเว็บ
