จักรยานจากผ้าไหม คันแรกของโลก (The World’s first Bicycle Silk)

      แรงบันดาลใจจากการประยุกต์วัสดุในท้องถิ่นอย่างผ้าไหม ที่นอกจากจะใช้เป็นเครื่องนุ่งห่ม อุปกรณ์ตกแต่งบ้าน การทำเครื่องสำอาง ฯลฯ  ยังสามารถนำไปต่อยอดเป็นวัสดุทดแทนอื่นๆ ได้อีก เนื่องจาก ไหมมีลักษณะของโครงสร้าง ที่มีความแข็งแรง การรับแรง เทียบเท่ากับเหล็ก  จากแนวคิดดังกล่าว ทำให้สองอาจารย์จากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ผศ.ดร.พนมกร ขวาของ กับ อ.สุธา ลอยเดือนฉาย ประดิษฐ์โครงรถจักรยานที่มีไหมเป็นส่วนประกอบคันแรกของโลก

       ด้วยการนำวัสดุใหม่มาทดแทน โครงรถจักรยานที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ ที่มีราคาสูง ประมาณโครงละ 40,000-100,000 บาท และน้ำหนักเบา รวมไปถึงการมีค่าการยืดหยุ่นตัวสูงเมื่อเทียบกับโครงอลูมิเนียม ในขณะที่โครงจักรยานไหมมีต้นทุนการผลิตในราคาเพียง 15,000-20,000 น. ซึ่งถูกกว่า ถึง 4 เท่า จากการทดสอบพบว่า โครงรถจักรยานที่ทำจากไหมผสมเรซินสามารถรับแรงกด (Load) ได้มากกว่า 1,300 นิวตัน แรงเค้น (Stress) มากกว่า 55  เมกกะปาสคาล และค่าการยืดหยุ่นตัว(Flex Modulus) มากกว่า 2,700 เมกกะปาสคาล เมื่อเทียบกับ โครงรถจักรยานอลูมิเนียมที่มีน้ำหนักเท่ากันที่นำมาทำการทดสอบ พบว่าอะลูมิเนียมสามารถรบแรงกด (Load) ได้มากกว่า 750 นิวตัน แรงเค้น (Stress) มากกว่า 12  เมกกะปาสคาล และค่าการยืดหยุ่นตัว(Flex Modulus) มากกว่า 80  เมกกะปาสคาล

       จากการทดสอบพบว่าโครงจักรยานผ้าไหมจะสามารถรับแรงกดได้มากกว่าโครงรถจักรยานที่ทำจากอลูมิเนียม ประมาณ 5 เท่า  การทดสอบแรงดึง พบว่า สามารถรับแรงดึงได้มากกว่าโครงรถจักรยานที่ทำจากอลูมิเนียมได้ประมาณ 8 เท่า  การทดสอบแรงยืดหยุ่น พบว่าโครงจักรยานจากผ้าไหมสามารถยืดหยุ่นตัวได้มากกว่าอะลูมิเนียม ประมาณ 30 เท่า ฉะนั้นจะส่งผลดีกับผู้ขับขี่ คือ น้ำหนักของจักรยานไหมจะมีน้ำหนักเบากว่าจักรยานอลูมิเนียม หากต้องรับแรงในน้ำหนักเดียวกัน และ จักรยานไหมยืดหยุ่นตัวได้ดี เปรียบเสมือนกับจักรยานที่มีโช้คอยู่ในตัว  ทำให้เมื่อยล้าน้อยลง สามารถขับขี่ได้นานขึ้น” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พนมกร กล่าว
 

       นอกจากนี้ทางทีมวิจัยได้มีการพัฒนาเรซินและส่วนประกอบวัสดุที่ใช้กับจักรยานผ้าไหมที่สามารถรับแรงได้มากขึ้น โดยเป็นเรซินที่พัฒนามาใช้ทำเป็นแผ่นกันกระแทกที่สามารถรับแรงกระแทกของกระสุนปืนขนาด .357 Maxnum โดยเรซินและวัสดุเสริมสามารถทำที่ทำให้น้ำหนักแผ่นกันกระแทกลดลง 25 % และสามารถนำไปใช้ในการทำแผ่นกันกระแทกสำหรับปืน M 16 ได้ ซึ่งเรซินและวัสดุผสมนี้จะถูกนำมาใช้ในการทำโครงจักรยานผ้าไหมเช่นเดียวกัน จะส่งผลให้น้ำหนักจักรยานลดลงได้อีก แต่ยังคงรับแรงได้เท่าเดิม

       อ.สุธา กล่าวถึงขั้นตอนการผลิตโครงจักรยานจากผ้าไหม ว่า เริ่มต้นให้นำโครงจักรยานต้นแบบมาตัดโครงเก่าออกเพื่อใช้ข้อต่อของจักรยานเดิม   ม้วนพันเป็นลักษณะเช่นเดียวกับโครงรถจักรยานแบบที่มีอยู่  จากนั้นใช้เรซินเชื่อมผ้าไหมเข้าด้วยกัน  เมื่อได้ชิ้นส่วนครบจึงประกอบโครงจักรยานที่ทำจากผ้าไหมเข้ากับโครงจักรยานต้นแบบเดิม หลังจากนั้นนำเส้นไหมมาพันโดยรอบโครงจักรยานที่ทำจากผ้าไหม โดยทิ้งไว้ให้เรซินแห้งแข็งตัวเป็นเวลา 3 วัน หลังจากนั้น ขัดผิวสัมผัสให้เรียบเนียนสวยงามด้วยเครื่องกลึง  ประกอบโครงจักรยาน  และสร้างเฟรมส่วนที่รับน้ำหนักจากเบาะถึงแกนล้อหลัง โดยน้ำหนักผ้าไหมที่ใส่เรซินเท่ากับน้ำหนักเฟรมอลูมิเนียม เพื่อนำไปทำการทดสอบการยืดหยุ่นตัวเทียบกับเฟรมอูมิเนียม เมื่อแล้วเสร็จจะทดสอบด้วยการขับขี่เป็นขั้นตอนสุดท้าย” อาจารย์ สุธา กล่าว
 

       ปัจจุบันทีมผู้วิจัย ได้จดสิทธิบัตรโครงรถจักรยานที่ทำจากไหมผสมเรซิน (resin)  เป็นทรัพย์สินทางปัญญาของมหาวิทยาลัยขอนแก่นเป็นที่เรียบร้อยแล้ว  ถือได้ว่า จักรยานจากผ้าไหม  เป็นอีกก้าวหนึ่งของการนำวิถีวัฒนธรรมอย่าง “ผ้าไหม” มาต่อยอดการประดิษฐ์  โดยนำคุณสมบัติความแข็งแรงของไหม มาใช้เป็นวัสดุทดแทน  คาร์บอนไฟเบอร์ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานโดยมีความแข็งแรงเทียบเท่ากับเหล็ก ฉะนั้นความสำเร็จของการประดิษฐ์“จักรยานจากผ้าไหม คันแรกของโลก (The World’s first Bicycle Silk)” นี้จึงเป็นที่สะท้อน การคิดค้นนวัตกรรมได้เป็นอย่างดี ที่การสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆไม่จำเป็นต้อง ติดอยู่ในกรอบเดิมๆ