Sunday, November 19, 2006

ศุกร์สิบเจ็ด วันโชคร้ายของฉัน

วันนี้ตื่นมาตอนเช้า ตาก็เริ่มกระตุก อย่าคิดว่าเป็นตาซ้ายล่ะ เพราะมันไม่ใช่ มันคือตาขวาต่างหากที่กระตุก ถ้าหากวันนี้ ตาข้างซ้ายของฉันกระตุก มันก็คงจะไม่เกิดเรื่องร้ายๆ ขึ้นหรอก!

เมื่อคืนนี้ ฉันตั้งนาฬิกาปลุกให้ปลุกฉันตอนเจ็ดโมงเช้า เพื่อจะได้ตื่นมาทำกับข้าว (ข้าวกล่องกินกลางวัน) อาบน้ำแต่งตัว แล้วเดินไปทำแล็บให้ทันก่อนเก้าโมงเช้า เพราะฉันจองห้อง SEM (Scanning Electron Microscopy) ไว้ตอนเก้าโมงถึงสิบโมงเช้า เช้านี้ฉันรู้สึกตัวขึ้นมาก่อนนาฬิกาจะปลุกซะอีก ยังรู้สึกงัวเงีย เหมือนนอนไม่เต็มที่ เนื่องจากเมื่อคืนกว่าจะหลับตาลงได้ ก็ปาเข้าไปตีสอง ก็มัวแต่คิดถึงใครบางคนอยู่น่ะสิ เฮ้อ ไร้สาระจริงๆ เลย หลังจากรู้สึกตัวได้สักพัก เลยหลับตาของีบต่ออีกนิด เพื่อจะรอให้นาฬิกาปลุกๆ ตอนเจ็ดโมงเช้า เมื่อตื่นขึ้นมารอบที่สอง ก็งงว่า เอ ทำไมนาฬิกาถึงไม่ปลุก (หว่า) ยังแอบดีใจ ว่ายังไม่ถึงเจ็ดโมง ก็เลยนอนรอเพื่อจะให้นาฬิกาปลุกก่อน จึงจะตื่นไปเตรียมข้าวกล่องสำหรับมื้อกลางวัน...

...จนแล้วจนเล่า นาฬิกาก็ยังไม่ดัง เลยตัดสินใจตื่น (และตัดใจ ลุกจากเตียง) พอได้ดูนาฬิกาเท่านั้นล่ะ แทบจะกระโดดออกจากเตียง ก็มันเหลือเวลาอีกแค่ครึ่งชั่วโมงเท่านั้นก็จะเก้าโมงเช้า (จริงๆ นาฬิกาปลุกมันดังแล้ว แต่ฉันตื่นมากดให้มันเงียบ แล้วก็หลับต่อโดยไม่รู้ตัวนั่นเอง) แค่เดินจากหอพักไปตึกเรียนก็ใช้เวลาถึงสิบห้านาที ดังนั้นจึงเป็นการยากมากที่จะเตรียมตัวไปทำแล็บให้ทัน รีบอาบน้ำแต่งตัว ออกจากห้องพักตอนแปดโมงห้าสิบห้า (นึกในใจ..‘คงจะไปทันเก้าโมงเช้าอยู่หรอก’..ประชดน่ะ) รีบเดินสุดๆ คิดว่าไปช้าซักสิบนาที คงไม่เป็นไร...ที่ไหนได้ ก้าวขาเข้าไปในห้องแล็บตอนเก้าโมงสิบห้าพอดี คุณพี่มาก (หรือ ดร.มาร์ค) บอสฉันเอง (จริงๆ เป็นนักวิจัยที่สอนฉันทุกอย่างเกี่ยวกับการทำการทดลอง) แกก็ ‘Good morning’ พร้อมกับฉีกยิ้มอันแสนหวานให้ฉัน (ถ้าไม่ติดตรงที่แกสวมแหวนนิ้วนางข้างซ้าย...ฉันอาจจะตกหลุมยิ้มหวานของแกเป็นแน่แท้)

...แกพูดเบาๆ อย่างช้าๆ (ปกติแกพูดช้าอยู่แล้ว แต่นี้ช้ากว่าปกติอีก) ว่า ‘You should be here on time if you book for the microscope, otherwise someone may steal your seat’ อะไรทำนองนี้ล่ะ แปลเป็นไทยก็คือ ‘ถ้าคุณจองกล้องดูแล็บไว้ คุณควรมาถึงที่นี่ให้ตรงเวลาสิ ไม่เช่นนั้นคนอื่นอาจจะไปใช้เครื่องแทนที่คุณได้นะ’ – ได้ยินเช่นนั้น ฉันก็หน้าแดง ไม่ใช่ด้วยความโกรธหรอก มันคือความอายต่างหาก ฉันก็ตอบไปว่า ‘ขอโทษด้วย คราวหน้าจะไม่สาย จะมาให้ตรงเวลาจ้ะ’ พร้อมกับฉีกยิ้มที่หวานกว่าส่งกลับไป เฮ้อ..แค่เพิ่งเริ่มต้นของวันศุกร์ก็เจอซะอย่างนี้...ตาขวากระตุก..วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

แต่คุณพี่มาก แกก็ดีนะ ตอนฉันนั่งดูกล้อง แกก็มาคอยเป็นพี่เลี้ยงอยู่ใกล้ๆ คงเป็นเพราะกลัวเครื่องมือพังนั่นแหละ ก็เครื่องมือราคาแพงมากๆ เลยนี่นา หลังจากนั้นฉันก็กลับไปทำแล็บอีกแล็บหนึ่งต่อ เป็นแล็บเกี่ยวกับเคมีไฟฟ้า ทดลองเกี่ยวกับพฤติกรรมการกัดกร่อน (corrosion) ของวัสดุน่ะ พ่อเจ้าประคุณเอ๊ย มันช่างเป็นแล็บที่เซนซิทีฟ (sensitive) จริงๆ วันนี้ทั้งวัน ไม่ได้ผลการทดลองเป็นที่น่าพอใจเลย มีปัจจัยหลายอย่างมากๆ ที่ทำให้ผลการทดลองไม่ถูกต้อง หรืออาจเกิดความคลาดเคลื่อน เกิดผลแทรกซ้อนขณะทดลองได้ ทำการทดลองแต่ละครั้ง ต้องปฏิบัติให้เหมือนเดิมทุกๆ ครั้ง คือควบคุมปัจจัยภายนอกให้คงที่ เพื่อจะได้ผลที่แม่นยำ นำมาวิเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ฉันก็พยายามควบคุมมันทุกครั้งเวลาทำการทดลอง แต่เอ..ทำไมผลที่ได้มันไม่เป็นที่น่าพอใจเลยนะ สรุปว่าวันนี้ทั้งวันผลการทดลองไม่เป็นที่น่าพอใจเลย ต้องทำใหม่ในวันจันทร์...ตาขวายังกระตุก..วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

การทดลองได้ผลไม่เป็นที่น่าพอใจ ทั้งๆ ที่ตั้งใจเต็มที่ ฉันขัดชิ้นงานขนาดเล็กด้วยมือเปล่า จนกระดาษทรายสำหรับขัดชิ้นงานค่อยๆ กัดกินเนื้อนิ้วอันแสนบอบบางของฉัน จนเลือดไหลซิบ นี่ขนาดเป็นกระดาษละเอียดนะนี่ ยังทำให้เนื้อฉันหลุดได้เลย เป็นครั้งแรกที่ได้เลือดจากการทำแล็บที่นี่...ตาขวายังไม่หยุดกระตุก...วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

กลับมาถึงห้องพักตอนหกโมงกว่าๆ นึกอยากจะถ่ายรูปบรรยากาศตอนกลางคืนของหอพักไว้ดูเล่น (ห้าโมงเย็นที่นี่..พระจันทร์ก็โผล่มาทักทายเราแล้ว) ปรากฏว่ากล้องแคนนอน รุ่นเอเจ็ดสิบ (PowerShot A70) เสียซะอย่างนั้น หน้าจอเบลอๆ สีม่วงๆ ถ่ายแล้วเป็นเหมือนภาพอาถรรพ์ประมาณนั้น อีกซักพักกลับกลายเป็นมืด ไม่มีอะไรปรากฏขึ้นที่หน้าจอเลย นี่เป็นครั้งที่สองแล้วที่เป็นแบบนี้ ครั้งแรกเมื่อปีที่แล้ว ส่งไปซ่อม เขาบอกว่าจอซีซีดี (CCD) เสีย ต้องเปลี่ยนใหม่ โชคร้ายประกันหมด เลยต้องเสียเงินค่าซ่อมไปกว่าสามพันบาท นี่ก็อีกแล้วอาการเหมือนเดิม อยากจะขว้างทิ้งจริงๆ...ตาขวายังคงกระตุก...วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

ไม่เอาแล้วไม่อยากเป็น ‘หนอน’ อีกแล้ว...แล้วจะเป็นอะไรดีนะ เอหรือว่าจะเป็น ‘โซหนี้’ ดี แต่ไม่อยากติดหนี้ ขอเอา ‘ปลานา’ ก็แล้วกันเนอะ ที่เล็งๆ จ้องๆ ไว้ ก็มี DMC-LX, DMC-FX ตัดสินใจไม่ถูกจริงๆ ใครมีความรู้เรื่องกล้องช่วยแนะนำทีเถอะ แบบว่าดีราคาถูก ในโลกนี้จะมีไหมนะของดีราคาถูก..ฉันคงต้องเสียเงินซื้อกล้องใหม่จริงๆ..ตาขวายังไม่หยุดกระตุก..วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

ถ่ายรูปก็ไม่ได้ หิวก็หิว ไปทำอะไรกินดีกว่า วันนี้ตั้งใจทำผัดกะเพราะตับ (ของโปรด) ขณะกำลังหั่นหอมหัวใหญ่ ไม่รู้นึกยังไง ฉันเอียงมีดเข้าหานิ้ว ทั้งๆ ที่เรียนมาตั้งแต่เด็กๆ ว่าเวลาหั่นเนื้อ หั่นผัก ให้เอียงมีดออกห่างจากนิ้ว ไม่เช่นนั้นมีดอาจหั่นนิ้วตัวเองได้ แต่ฉันก็ยังประมาท อยู่ดีๆ มีดเจ้ากรรมดันไม่ชอบหอมขึ้นมา หันมาจูบนิ้วนางข้างซ้ายของฉันแทน จูบรุนแรงไปนิด เลือดกระฉูดเลย เนื้อเปิดประมาณครึ่งเซนต์ พอเห็นเลือดตัวเองเท่านั้นแหละ ฉันพาลจะเป็นลม ตั้งสติได้ รีบห้ามเลือด ใส่ยาแดง ทำแผลเรียบร้อย ยังมีกระจิตกระใจไปทำผัดกะเพราต่อ ก็เสียเลือดไปแล้วนี่นา ขอกินเลือดเข้าไปชดเชยหน่อยก็แล้วกัน...ตาขวากระตุกถี่ขึ้น...วันนี้ฉันช่างโชคร้ายจริงๆ

ตากระตุก..เป็นลางบอกเหตุ ‘ขวาร้าย ซ้ายดี’ ฉันเชื่ออย่างที่โบราณบอกไว้นะ แต่ถ้าคุยกับคุณหมอ คุณหมอก็ต้องบอกว่า ตากระตุกอาจเกิดจากการล้าของกล้ามเนื้อตา ซึ่งสามารถหายเองได้ แต่ถ้าตากระตุกเรื้อรัง ควรต้องไปพบหมอเพื่อหาวิธีรักษา เพราะอาจเกิดจากเส้นเลือดในสมองโป่งพอง หรือมีเนื้องอกกดเส้นประสาทที่มาเลี้ยงเปลือกตาก็ได้

แล้วคุณเชื่อเรื่อง ‘ขวาร้าย ซ้ายดี’ กันหรือเปล่า...ก่อนนอน ตาขวาของฉันค่อยๆ ลดความถี่ของการกระตุกลง เฮ้อ! วันนี้..ศุกร์สิบเจ็ด วันโชคร้ายของฉันจริงๆ



-- แรงบันดาลใจจากบทความเรื่อง "ตัดผม" โดย The Aesthetics of Loneliness --

Monday, November 13, 2006

Grain Size Effect

Grain Size Effect เป็นกลไกหนึ่งในการเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งให้กับโลหะ ถ้าโลหะมีขนาดเกรนเล็กก็จะทำให้โลหะนั้นแข็งและแข็งแรงมากกว่าโลหะที่มีขนาดเกรนใหญ่กว่า

เกรน (Grain) คืออะไร :-

ก่อนที่จะอธิบายว่าเกรนคืออะไร ขอเท้าความไปถึงโครงสร้างผลึกของโลหะเสียก่อน โลหะมีโครงสร้างแบบผลึก (Crystalline structure) โดยอะตอมในผลึกจะจัดเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบและมีรูปแบบ เรียกว่า สเปซแลททิซ (Space lattice) ดังแสดงในภาพ A สเปซแลททิซเกิดจากยูนิตเซล (Unit cell) หลายๆ ยูนิตเซลประกอบเข้าด้วยกัน (ภาพ B) ซึ่งยูนิตเซลก็คือหน่วยย่อยซ้ำๆ ของสเปซแลททิซนั่นเอง สำหรับของแข็งที่ไม่มีโครงสร้างที่มีรูปแบบดังกล่าว เราจะเรียกว่า เป็นวัสดุอสัณฐาน (Amorphous)




ภาพ A ภาพสเปซแลททิซแบบคิวบิค (Simple Cubic Space Lattice)
ที่มา : http://genchem.chem.wisc.edu/




ภาพ B ภาพสเปซแลททิซที่ประกอบจากยูนิตเซลหลายๆ ยูนิตเซลรวมตัวกัน
ที่มา : http://www.ul.ie/~walshem/fyp/



ภาพ C โครงสร้างผลึก (Crystal structure)
ที่มา : http://www.ami.ac.uk/

โลหะที่ใช้ในงานวิศวกรรมส่วนใหญ่จะมีโครงสร้างแบบจัดเรียงตัวกันแน่น (close-packed structure) เนื่องจากโครงสร้างแบบนี้จะส่งผลให้โลหะมีความเหนียว เมื่อโลหะรับแรง จะยืดออกก่อนที่จะแตกหัก ซึ่งสามารถใช้ทำนายสมบัติของโลหะได้ว่าโลหะนั้นเปราะหรือเหนียว สามารถรับแรงได้มากน้อยเพียงใดก่อนที่จะเกิดความเสียหายหรือแตกหักขึ้น

มาเข้าเรื่องเกรนกันดีกว่า จากที่กล่าวแล้วก่อนหน้านี้ว่าโลหะมีโครงสร้างแบบผลึก เราสามารถใช้คำว่า “เกรน” อธิบายลักษณะของผลึกที่อยู่ในเนื้อโลหะได้ ลองนึกถึงเมื่อเราตีน้ำสบู่ให้เกิดฟอง ฟองสบู่ที่ลอยอยู่บนน้ำจะวิ่งจับตัวกัน เกาะกัน ขยายขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ โดยจุดเริ่มต้นที่ให้ฟองสบู่แต่ละฟองมาเกาะตัวนั้น จะไม่ใช่แค่จุดเดียว แต่จะมีหลายๆ จุด ซึ่งเปรียบเสมือนนิวเคลียสของเนื้อโลหะนั่นเอง แต่ละฟองของฟองสบู่ก็จะมาเกาะฟองที่เป็นจุดเริ่มต้น ฟองสบู่ที่อยู่รอบๆ ฟองที่เป็นจุดเริ่มต้น ก็จะวิ่งมาเกาะกัน จัดเรียงตัวแบบเดียวกันซ้ำๆ กัน และแต่ละกลุ่มของฟองสบู่ก็จะมีลักษณะการเรียงตัวที่ต่างกัน เมื่อฟองสบู่เกาะกัน ขนาดของกลุ่มฟองก็โตขึ้นเรื่อยๆ จนฟองสบู่ของแต่ละกลุ่มมาชนกันเอง กลุ่มฟองสบู่หนึ่งกลุ่ม ก็เปรียบเสมือนเกรนหนึ่งเกรน (Grain) ซึ่งแต่ละเกรนก็จะมีการจัดเรียงตัวของอะตอมที่ต่างกัน ส่วนบริเวณที่ฟองสบู่แต่ละกลุ่มมาชนกัน จะเป็นบริเวณที่แบ่งความแตกต่างของการจัดเรียงอะตอมในแต่ละเกรน เปรียบเสมือนขอบเกรน (Grain boundary) นั่นเอง

ภาพ D ลักษณะเกรนของฟองสบู่
ที่มา :
http://www.ami.ac.uk/

ถึงตอนนี้ ทุกคนคงรู้จักเกรนกันแล้ว คราวนี้เรามาทำรู้จักเกรนในโลหะที่เกิดจากการแข็งตัวของน้ำโลหะกันบ้าง เมื่อน้ำโลหะเย็นตัวลง จะเกิดการแข็งตัวเป็นขั้นๆ โดยขั้นแรกจะเกิดการฟอร์มตัวของนิวเคลียสก่อน ขั้นนี้เราเรียกว่าเกิด Nucleation ขึ้น (ภาพ E1) หลังจากนั้นนิวเคลียสจะขยายขนาดขึ้นจนเป็นผลึก (ภาพ E2) ผลึกจะรวมตัวกันขยายขนาดใหญ่ขึ้นจนชนกันเกิดเป็นเกรนขึ้น บริเวณที่เกรนชนกันก็คือขอบเกรนนั่นเอง (ภาพ E5)


ภาพ E การแข็งตัวของโลหะ
ที่มา :
http://www.ami.ac.uk/

เมื่อรู้จักเกรนกันแล้ว เราก็มาดูสิว่าขนาดของเกรนมีผลต่อความแข็งและความแข็งแรงของโลหะอย่างไร โลหะที่มีเกรนอยู่จำนวนมาก หรือมีขนาดเกรนเล็ก จะส่งผลให้โลหะนั้นมีความแข็งและความแข็งแรงมากกว่าโลหะที่มีเกรนอยู่จำนวนน้อย หรือมีขนาดเกรนใหญ่ (เกรนหยาบ) เนื่องจากว่ากลไกในการทำให้โลหะมีความแข็งมากขึ้นก็คือ การทำให้ดิสโลเคชั่น (Dislocation) ในโครงสร้างของโลหะนั้นเคลื่อนที่ได้ยากขึ้น – ‘Make dislocations hard to move’ ดิสโลเคชั่นก็คือ จุดบกพร่องภายในเนื้อของโลหะนั่นเอง เกรนที่มีขนาดเล็กจะมีปริมาณเกรนจำนวนมาก นั่นหมายถึงการมีขอบเกรนจำนวนมากตามไปด้วย บริเวณขอบเกรนจะมีการจัดเรียงตัวของอะตอมที่ไม่เป็นระเบียบ ขอบเกรนจึงเป็นตัวขัดขวางการเลื่อนตัว (slip) ของอะตอม เป็นผลให้ระนาบการเลื่อนตัว ( slip plane) ขาดความต่อเนื่องในการเลื่อนตัวจากเกรนหนึ่งไปยังอีกเกรนหนึ่ง ทำให้ดิสโลเคชั่นเคลื่อนที่ยากขึ้น เมื่อดิสโลเคชั่นเคลื่อนที่ยากเมื่อถูกแรงกระทำ นั่นก็เป็นสาเหตุให้โลหะแข็งขึ้นนั่นเอง เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “Grain Size Effect” นั่นหมายความว่า ยิ่งโลหะมีขนาดเกรนละเอียดมาก โลหะนั้นก็จะมีความแข็งมากขึ้นตามไปด้วย