กล้ามเนื้อพลาสติก

นับเป็นเวลานานหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ ได้พยายามค้นคว้าศึกษาและวิจัย ตลอดจนทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของสารพวกพลาสติกหลายประเภทด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็น
สารเซรามิกพวกเฟียโซอิเล็กทริก (piezoelectric) จนถึงสารพวกนาโนทิวน์ (nanotubes) โดยมีความหวังว่าจะได้วัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า ให้เป็นพลังงานกลได้และจะสามารถนำไปใช้งานในส่วนประกอบของเครื่องจักรบางประ เภท เช่น วาล์ว หรือมอเตอร์ไฟฟ้าต่าง ๆ ได้ แต่ด้วยหลักการเบื้องต้นของการเปลี่ยน แปลงสภาวะของพลังงานนี้เป็นพื้นฐานเดียวกันกับการทำงานของกล้ามเนื้อและหัว ใจ ของมนุษย์ ดังนั้นสารที่พัฒนาขึ้นมาและมีคุณสมบัติดังกล่าวน่าจะมีศักยภาพในการใช้งาน ได้ กว้างขวางมากขึ้น

งานวิจัยล่าสุด เน้นการศึกษาคุณสมบัติของสารพอลิเมอร์ด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า ซึ่ง พลาสติกชนิดที่ทำการศึกษานี้สามารถขยายตัวหรือหดตัวเพื่อตอบสนองต่อประจุไฟ ฟ้าและผล การศึกษาสรุปได้ดังนี้

-พลาสติกชนิดนี้ จะตอบสนองต่อการกระตุ้นไฟฟ้าได้ดีขึ้น ถ้าเคยได้รับแรงที่ทำให้เกิด
การ ยืดตัวก่อนนั่นคือ ปริมาณของความเครียด ความกดดัน และเวลาในการตอบสนอง ของพลาสติกซิลิโคนนี้มีค่าสูงกว่าค่าดังกล่าวที่เกิดขึ้นในกล้ามเนื้อปกติ ของมนุษย์เรา

-พลาสติกพวกอะคริลิก โดยเฉพาะที่มีชื่อทางการค้าว่า VHB4910 ซึ่งพัฒนาขึ้นมา โดยบริษัท สามเอ็มจำกัด มีคุณสมบัติในการยืดตัวได้ดีกว่าพลาสติกซิลิโคน โดยพลาสติกอะ คริลิกนี้สามารถยืดตัวได้ถึง 3 เท่าของความยาวเดิม เมื่อมีการใส่ประจุไฟฟ้าเข้าไปหรือยืด ตัวได้ในระดับสูงถึงร้อยละ 215 ซึ่งสูงกว่าวัสดุชนิดอื่น ๆ มาก

วัสดุและเทคนิคใหม่ ๆ ที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบนี้ สามารถนำมาใช้งานกับชิ้นส่วน ของปั๊ม มอเตอร์ วาล์ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องจักรในตัวหุ่นยนต์ และเครื่องพิมพ์ และ คาดว่าในอนาคตจะสามารถผลิตพลาสติกเหล่านี้ออกมาสู่ท้องตลาดได้ภายในเวลาไม่ เกิน 3
ปี นอกจากนี้การใช้งานของวัสดุเหล่านี้ในสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ มีตั้งแต่ในยานพาหนะขนาดเล็ก ซึ่งกระทรวงกลาโหมสหรัฐ (Pentagon) ใช้ในการสำรวจข้อมูลของทางทหาร การใช้ งานที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ ได้แก่ การผลิตแขนขาเทียมและหัวใจเทียม ด้วยเหตุที่วัสดุประ
เภทนี้ ใช้เป็นส่วนประกอบของปั๊มที่ดี ถ้าปั๊มทำงานที่ความเร็วพอเหมาะแล้ว จะให้ความรู้สึก เหมือนหัวใจที่กำลังสูบฉีดโลหิตเลยทีเดียว
วัสดุชนิดนี้ทำงานได้อย่างไร

จาก การทดลองที่ SRI นักวิจัยได้สร้างแผ่นอิเล็กโทรดขึ้นมา 2 ชิ้นโดยใช้กรีสที่มี ผงคาร์บอนผสมอยู่และเป็นตัวนำไฟฟ้า ทาที่ทั้งด้านบนและด้านล่างของแผ่นพลาสติก จากนั้น ใส่ประจุบวกเข้าไปที่อิเล็กโทรดชิ้นหนึ่งและประจุลบไปที่ อิเล็กโทรดอีกชิ้นหนึ่ง ดังนั้น ผิว ของอิเล็กโทรดด้านบนจะดูดกับผิวด้านล่างที่มีประจุต่างกัน และจะกดบีบสิ่งที่อยู่ในระหว่างชั้น
ทั้งสองนั้น ความดันไฟฟ้าจะทำให้แผ่นพลาสติกยืดตัวและบางลง แต่ขยายตัวได้กว้างขึ้น การยืดพลาสติกออกก่อนการใส่ประจุไฟฟ้า จะทำให้พลาสติกขยายตัวได้ง่ายขึ้นเมื่อใส่ประจุ ไฟฟ้าเข้าไป ซึ่งเหตุผลนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายได้เช่นกัน และยังคงต้องค้นหา คำตอบต่อไป โดยเฉพาะในเรื่องความแน่นอนและความเชื่อถือได้ในการใช้งานในระยะ ยาวของพลาสติกชนิดนี้ กล้ามเนื้อที่ผลิตจากพลาสติกนี้จะขยายตัวเมื่อใส่ประจุไฟฟ้าเข้าไป ส่วนกล้ามเนื้อของคนนั้นจะหดตัว กล้ามเนื้อที่ผลิตจากพลาสติกประเภทอ่อนจะทนได้เฉพาะ กับแรงที่ค่อนข้างต่ำเช่นเดียวกับแผ่นยาง ซึ่งเมื่อมีน้ำหนักวางทับก็จะยืดตัวมาก แต่จะไม่ สามารถดึงตัวเองได้มากนัก

บท สรุปในขณะนี้ คือ คงต้องใช้เวลาอีกนานจนกว่าจะมีกล้ามเนื้อเทียมจากพลาสติก แต่คงไม่นานเกินไปที่เราจะได้เห็นมนุษย์ไบโอนิก มูลค่าเกินกว่า 6 ล้านเหรียญสหรัฐ ออกมาเดินตามท้องถนน ดังที่เราเคยดูในภาพยนตร์ทางโทรทัศน์ตั้งแต่ประมาณทศวรรษ
1970 เป็นต้นมา

สนใจ รายละเอียดเพิ่มเติมโปรดติดต่อสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประ เทศไทย (วท.)196 พหลโยธิน จตุจักร กรุงเทพฯ โทร.579-1121-30,579-5515