มาทำความรู้จัก Superconductor วัสดุแห่งอนาคต ที่จะมาพลิกวงการขนส่ง

            ถ้าพูดถึงคำว่า "Superconductor" หลายคนอาจจะยังงงๆ ว่ามันคืออะไร เกี่ยวอะไรกับการขนส่ง และทำไมใครๆ ถึงพูดกันว่ามันคือวัสดุแห่งอนาคตที่จะเปลี่ยนโลกได้เลย บทความนี้ผมจะพาไปทำความรู้จักแบบเพื่อนเล่าให้เพื่อนฟัง ไม่ต้องห่วงว่าจะเป็นวิชาการจ๋าๆ อ่านแล้วง่วง เพราะเราจะเล่าให้เห็นภาพง่ายๆ เหมือนกำลังนั่งคุยกันสบายๆ

Superconductor คืออะไร?

            ถ้าแปลตรงๆ Superconductor ก็คือ "ตัวนำยวดยิ่ง" ฟังดูเท่เลยใช่มั้ยครับ? มันคือวัสดุที่สามารถนำไฟฟ้าได้โดยที่ "ไม่มีความต้านทานไฟฟ้า" เลย หมายความว่าถ้าเราส่งกระแสไฟฟ้าเข้าไป มันจะวิ่งได้เรื่อยๆ ไม่หยุดเหมือนรถไฟที่วิ่งไม่มีวันหมดน้ำมัน

            ในโลหะทั่วไป เช่น ทองแดงหรืออลูมิเนียม เวลามีกระแสไฟฟ้าไหล มันจะมีการสูญเสียพลังงานไปในรูปความร้อน แต่ Superconductor ไม่เสียเลยแม้แต่นิดเดียว! นี่แหละคือเหตุผลที่มันถูกมองว่าเป็นวัสดุเปลี่ยนโลก

Superconductor กับการขนส่ง เกี่ยวกันยังไง?

            คำตอบสั้นๆ คือ "แม่เหล็ก" ครับ เพราะ Superconductor มีคุณสมบัติพิเศษที่เรียกว่า Meissner Effect ทำให้มันสามารถผลักสนามแม่เหล็กออกไปได้ เวลาเอาไปใช้กับระบบรางแม่เหล็กหรือ Maglev Train รถไฟก็จะลอยขึ้นเหนือรางแบบไม่สัมผัส ลดแรงเสียดทาน ทำให้วิ่งได้เร็วสุดๆ

            นึกภาพรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็ว 600-700 กม./ชม. แบบลื่นปรื๊ดๆ ไม่มีเสียงดังรบกวน และแทบไม่เสียพลังงานเลย นี่คืออนาคตที่ Superconductor พยายามจะพาเราไปถึง

Maglev Train ตัวอย่างของ Superconductor ในการขนส่ง

            ปัจจุบันมีการทดลองใช้ Superconductor กับรถไฟ Maglev ในหลายประเทศ เช่น ญี่ปุ่นและจีน โดยญี่ปุ่นมีการทดลองวิ่งที่เร็วที่สุดในโลกเกิน 600 กม./ชม. มาแล้ว ส่วนจีนก็กำลังพัฒนาเส้นทางที่จะใช้ Maglev แบบความเร็วสูงเพื่อเชื่อมเมืองใหญ่

            ลองคิดดูครับ จากกรุงเทพไปเชียงใหม่ ใช้เวลาแค่ชั่วโมงกว่าๆ เอง! หรือจากกรุงเทพไปสิงคโปร์แค่ไม่กี่ชั่วโมง โลกการเดินทางจะเปลี่ยนไปเยอะมากจริงๆ

ข้อดีของการใช้ Superconductor ในการขนส่ง

•        ความเร็วสูง – รถไฟ Maglev สามารถวิ่งเร็วกว่ารถไฟทั่วไปหลายเท่า
•        ประหยัดพลังงาน – เพราะไม่มีแรงเสียดทานกับราง ทำให้ใช้พลังงานน้อยลง
•        เสียงเงียบ – การลอยเหนือตัวรางช่วยลดเสียงดังรบกวน
•        ไม่ปล่อยควันพิษ – ระบบไฟฟ้าล้วนๆ ไม่มีการเผาไหม้เหมือนเครื่องยนต์

อุปสรรคของ Superconductor ตอนนี้

            ถึงจะฟังดูเจ๋งแค่ไหน แต่ความจริงแล้ว Superconductor ยังมีข้อจำกัดเยอะอยู่ โดยเฉพาะเรื่อง "อุณหภูมิ" เพราะ Superconductor ส่วนใหญ่ต้องถูกทำให้เย็นจัดใกล้ๆ ศูนย์องศาสัมบูรณ์ (-273°C) ด้วยไนโตรเจนเหลวหรือฮีเลียมเหลว ซึ่งค่าใช้จ่ายสูงมาก

            นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามพัฒนา High-Temperature Superconductor ที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้น (เช่น -100°C หรือน้อยกว่า) เพื่อให้ใช้งานจริงได้ง่ายขึ้นและไม่ต้องสิ้นเปลืองกับการทำความเย็น

ถ้าแก้ปัญหาเรื่องอุณหภูมิได้ จะเกิดอะไรขึ้น?

            ถ้าวันหนึ่งเรามี Superconductor ที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง (Room-Temperature Superconductor) โลกจะเปลี่ยนไปแบบหน้ามือเป็นหลังมือเลยครับ ไม่ใช่แค่การขนส่ง แต่แทบทุกวงการจะได้อานิสงส์ด้วย เช่น

•        -ระบบไฟฟ้าที่ไม่มีการสูญเสียเลย
•        -สายส่งไฟฟ้าเล็กลงแต่จ่ายได้เยอะขึ้น
•        -รถยนต์ไฟฟ้าที่วิ่งได้นานขึ้น
•        -คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เสถียรกว่า
•        -เครื่องมือแพทย์อย่าง MRI ที่ถูกลงและเข้าถึงง่ายขึ้น

อนาคตของการขนส่งเมื่อมี Superconductor

            ลองจินตนาการดูนะครับ ในอนาคตเราสามารถนั่งรถไฟ Maglev จากกรุงเทพไปเชียงใหม่แค่ชั่วโมงเดียว แถมไม่มีเสียง ไม่มีมลพิษ และตั๋วราคาถูกเพราะต้นทุนการเดินรถต่ำลง จะไปทำงานที่อีกจังหวัดก็ยังได้

            หรือแม้กระทั่งการสร้าง "Hyperloop" ที่ผสมผสานท่อสุญญากาศกับ Superconductor ก็จะยิ่งทำให้ความเร็วสูงกว่าที่เป็นอยู่ตอนนี้อีกหลายเท่า เหมือนเราย้ายเมืองทั้งเมืองมาอยู่ใกล้กันมากขึ้น

Superconductor จะมาเมื่อไหร่?

            นี่เป็นคำถามที่หลายคนอยากรู้ แต่คำตอบคือ "ขึ้นอยู่กับการค้นพบครั้งใหญ่" ในตอนนี้มีนักวิจัยทั่วโลกกำลังแข่งขันกันเพื่อสร้าง Room-Temperature Superconductor ที่ใช้งานได้จริง แต่ยังไม่มีใครทำสำเร็จในเชิงพาณิชย์

            แต่จากความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราอาจจะได้เห็นมันกลายเป็นจริงในอีก 10-20 ปีก็ได้ และถ้าวันนั้นมาถึง โลกเราจะเปลี่ยนแบบก้าวกระโดด

สรุป

            Superconductor ไม่ใช่แค่เรื่องวิทยาศาสตร์ลึกลับ แต่มันคือกุญแจสำคัญที่จะเปลี่ยนการขนส่งและเทคโนโลยีในอนาคต ถ้าเราสามารถทำให้มันใช้งานได้ง่ายและราคาถูก โลกนี้อาจไม่มีรถติด ไม่มีควันพิษ และการเดินทางข้ามเมืองข้ามประเทศก็จะง่ายเหมือนนั่ง MRT

            ดังนั้นใครที่ชอบติดตามเทคโนโลยีใหม่ๆ ต้องบอกเลยว่า Superconductor คือหนึ่งในเรื่องที่ห้ามพลาด เพราะมันอาจจะเป็นจุดเปลี่ยนของมนุษยชาติในศตวรรษนี้เลยก็ว่าได้ครับ

แล้วเพื่อนๆ ล่ะ คิดว่าอีกกี่ปีเราจะได้นั่งรถไฟ Maglev กันจริงๆ หรืออาจจะเป็นรถยนต์ไม่ใช้ล้อยางเหมือนในหนังไซไฟ? มาคอมเมนต์แชร์ความเห็นกันหน่อยครับ 😊