เครื่องยิงใยของ Spider-Man กำลังถูกสร้างขึ้นมาจริงๆ และมันไม่ใช่ของเล่นด้วย นักวิจัยจาก Silklab สร้างใยเแมงมุม โดยใยนี้ทำมาจากของเหลวที่เมื่อถูกยิงออกไปก็จะแข็งตัวทันที สามารถยึดติดกับวัตถุและใช้ยกวัตถุขึ้นมาได้
จากแรงบันดาลใจจาก Spider-Man นักวิจัยจาก Silklab ของ Tufts University ได้พัฒนาเครื่องยิงใยแมงมุมขึ้นมาจริง ๆ โดยรายละเอียดของนวัตกรรมนี้ถูกตีพิมพ์ใน Advanced Functional Materials
เครื่องยิงใยของ Spider-Man
เครื่องยิงใย Spider-Man นี้ประกอบด้วยเข็มที่ใช้ยิงของเหลวซึ่งแข็งตัวทันที โดยเส้นใยจะสามารถยึดติดกับวัตถุ และยกวัตถุเหล่านั้นขึ้นมาได้
“ในฐานะนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร เราดำเนินตามเส้นบางๆ ระหว่างจินตนาการและการปฏิบัติ นั่นคือที่มาของเวทมนตร์ทั้งหมด” Fiorenzo Omenetto ศาสตราจารย์วิศวกรรมศาสตร์กล่าว นอกจากนี้ Frank C. Doble แห่งTufts University และผู้อำนวยการ Silklab กล่าวในแถลงการณ์ว่า เราสามารถได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ การ์ตูน และนิยายวิทยาศาสตร์
ความเแข็งแรงของใยแมงมุม
จริงอยู่ที่มีแมลงหลายชนิดที่สามารถสร้างใยได้ เช่น มด ต่อ แตน ผึ้ง ผีเสื้อกลางคืน แมลงปีกแข็ง และแมลงวัน แต่เมื่อเราพูดถึงใยจาอสัตว์ เราก็มักจะนึกถึงแมงมัมเป็นอันดับแรก ใยของแมงมุมถูกใช้เพื่อดักจับอาหาร บินโดยลอยตัวบนเส้นใยยาวๆ ที่ถูกลมพัด การสื่อสาร ไปจนถึงแมงมุมเพศผู้บางชนิดยังใช้ใยของมันห่อหุ้ม “ของขวัญ” เพื่อคู่ครองในอนาคต
เมื่อพิจารณาอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่น ใยแมงมุมมีความแข็งแรงกว่าเหล็กเสียอีก และยังมีความยืดหยุ่นสูง สามารถยืดได้ถึงห้าเท่าของความยาวเริ่มต้น และใยแมงมุมก็ยังสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
การสร้างเครื่องยิงใยของ Spider-Man
อย่างไรก็ตาม ทีม Silklab ไม่ได้ใช้ใยแมงมุมสำหรับเครื่องยิงใยในครั้งแรก แต่พวกเขาเลือกที่จะทดลองกับไหมที่ได้จากดักแด้ของผีเสื้อกลางคืนแทน
นักวิจัยนำไหมนี้ไปต้มในสารละลายเพื่อสกัดโครงสร้งหลักของโปรตีนที่ชื่อว่า ไฟโบรอิน (Fibroin) โดยสารละลายที่ได้สามารถปล่อยผ่านเข็มขนาดเล็ก และแข็งตัวเป็นเส้นใยเมื่อกระทบกับอากาศ เช่นเดียวกันกับเครื่องยิงใยของ Spider-Man
“ผมกำลังทำงานโครงการผลิตกาวที่แข็งแรงมากโดยใช้ไฟโบรินไหม และในขณะที่ผมกำลังทำความสะอาดเครื่องแก้วด้วยอะซิโตน ผมสังเกตเห็นวัสดุคล้ายใยแมงมุมก่อตัวที่ก้นแก้ว” Marco Lo Presti ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิจัยที่ Tufts กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ของ Silklab พบในขั้นต้นว่า เมื่อสารละลายไฟโบรินของพวกเขาสัมผัสกับตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทานอลและอะซิโตน มันจะก่อตัวเป็นไฮโดรเจลกึ่งแข็งภายในระยะเวลาไม่กี่ชั่วโมง
จากนั้น พวกเขาก็ค้นพบว่าการเพิ่มโดปามีน (Dopamine) ซึ่งก็คือฮอร์โมน “รู้สึกดี” จะทำให้สารละลายไฟโบรินแข็งตัวทันทีเมื่อสัมผัสกับอากาศ เพราะโดปามีนทำหน้าที่ดึงน้ำออกจากไหม เร่งการเปลี่ยนแปลงจากของเหลวเป็นของแข็ง โดยในธรรมชาติแล้วโดปามีนถูกใช้โดยหอยแมลงภู่ในการสร้างเส้นใยที่ช่วยให้พวกมันยึดติดกับโขดหิน หรือลำเรืออย่างเหนียวแน่น
แล้วผลลัพธ์ที่ได้คือเส้นใยที่มีแรงต้านแรงดึงสูง และความเหนียว ทีมวิจัยได้ทดลองปรับเปลี่ยนขนาดรูเข็มเพื่อสร้างเส้นใยที่มีความหนา ตั้งแต่ประมาณครึ่งมิลลิเมตรถึงหนึ่งในสิบมิลลิเมตร ซึ่งมีความหนาประมาณเส้นผมของมนุษย์
หลังจากนั้นทีม Silklab ได้เพิ่มชั้นอะซิโตน (Acetone) ที่เคลือบสารละลายเข้าไปเมื่อมันออกจากปลายเข็ม ชั้นอะซิโตนนี้จะระเหยเมื่อเส้นใยเคลื่อนที่ ช่วยให้เส้นใยแมงมุมเทียมเหล่านี้ยึดติดกับเป้าหมายได้
ทีมนักวิทยาศาสตร์เพิ่มความต้านแรงดึงของสารละลายถึง 200 เท่า จากส่วนผสมที่เกี่ยวข้องกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ชื่อว่า ไคโตซาน (Chitosan) ที่พบในเปลือกนอกของสัตว์ทะเล เช่น ปู กุ้ง และกั้ง พวกเขายังเพิ่มความเหนียวของเส้นใยขึ้นอีกประมาณ 18 เท่า โดยการเติมบอเรตบัฟเฟอร์ (Borate Buffer)
ความสำเร็จของเครื่องยิงใย
ผลลัพธ์คืออุปกรณ์ที่สามารถยิงใยเหนียวที่ยึดติดกับวัตถุและสามารถใช้ยกน้ำหนักได้มากถึง 80 เท่าของน้ำหนักอุปกรณ์ เช่นการยกสลักเกลียวเหล็ก การดึงหลอดทดลองขึ้นจากน้ำ และดึงมีดผ่าตัดที่ถูกฝังบางส่วนอยู่ในทราย พวกเขายังสามารถใช้ “เครื่องยิงใยแมงมุม” ของพวกเขาคว้าบล็อกไม้ที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 12 เซนติเมตร ได้อีกด้วย
การพัฒนาในอนาคตของเครื่องยิงใย
ทีมงานยังต้องพัฒนาอีกเยอะ ก่อนที่จะสามารถจำลองเครื่องยิงใยที่เหมือนการยิงใยจริง ๆ ของแมงมุม โดยใยแมงมุมได้ตามธรรมชาติมีความยืดหยุ่นมากกว่าเส้นใยที่ทีมสร้างขึ้น และแข็งแรงกว่าประมาณ 1,000 เท่า
ทีม Silklab มุ่งมั่นที่จะนำนวัตกรรมและจินตนาการของพวกเขาไปปรับปรุงเครื่องยิงใยแมงมุมและค้นหาการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่นี้ อย่างไรก็ตาม เป้าหมายที่แท้จริงของนักวิทยาศาสตร์คือการจำลองความสามารถในการยิงใยแมงมุมของ Spider-Man
อ้างอิง และ cover advancedsciencenews.com
อ่านบทความและข่าวอื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ it24hrs.com
ไม่ใช่ของเล่น! เครื่องยิงใยของ Spider-Man กำลังถูกสร้างขึ้นจริงๆ
อย่าลืมกดติดตามอัพเดตข่าวสาร ทิปเทคนิคดีๆกันนะคะ Please follow us
Youtube it24hrs
Twitter it24hrs
Tiktok it24hrs
facebook it24hrs
