ทำไมแก้วเซรามิกหนาๆ ถึงแตกได้ง่ายเมื่อเจอกับน้ำแข็งแห้ง

เคยสังเกตไหมว่าเวลาเราเห็นคลิปหรือเห็นคนนำแก้วเซรามิกหนาๆ มาใส่ก้อนน้ำแข็งแห้งเพื่อให้เกิดควันพุ่งสวยๆ บางครั้งแก้วใบนั้นก็ร้าวหรือแตกออกในทันที ดูแล้วน่าสงสัยว่าในเมื่อเซรามิกมีความหนาและดูแข็งแรงตั้งขนาดนั้น ทำไมถึงพ่ายแพ้ให้กับแค่ก้อนน้ำแข็งสีขาวๆ ได้ง่ายดายขนาดนี้

เรื่องนี้อธิบายได้ง่ายด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์เรื่องการขยายและหดตัวของวัตถุอย่างรวดเร็วหรือที่เรียกว่า Thermal Shock เมื่อเรานำน้ำแข็งแห้งซึ่งมีอุณหภูมิติดลบประมาณ 78 องศาเซลเซียสมาวางลงในแก้วเซรามิก อุณหภูมิที่แตกต่างกันอย่างสุดขั้วจะเริ่มทำงานทันที ผิวสัมผัสของแก้วส่วนที่โดนน้ำแข็งแห้งจะเย็นลงอย่างฉับพลันและพยายามหดตัว ในขณะที่เนื้อเซรามิกส่วนที่เหลือยังคงมีอุณหภูมิปกติอยู่

ความโชคร้ายของเซรามิกเนื้อหนาคือความหนานั่นเอง เพราะเมื่อแก้วหนาๆ โดนความเย็นจัดเข้าไป เนื้อวัสดุชั้นนอกสุดจะหดตัวอย่างรวดเร็วแต่เนื้อวัสดุด้านในที่หนากว่ากลับปรับตัวตามไม่ทัน เกิดเป็นแรงเค้นมหาศาลภายในเนื้อแก้ว เปรียบเสมือนการที่เราพยายามดึงขอบสองข้างของแผ่นยางให้ตึงจนสุดแรง แต่นี่คือการดึงจากอุณหภูมิที่เป็นตัวกำหนด แรงเค้นที่สะสมอยู่ภายในเนื้อแก้วนี้เองที่นำไปสู่การแตกร้าวแบบฉับพลัน หรือบางครั้งเราอาจจะเห็นเป็นรอยร้าวเส้นเดียววิ่งผ่านแก้วไปเลย

อีกเรื่องที่หลายคนมองข้ามคือธรรมชาติของเซรามิกมักจะมีฟองอากาศเล็กๆ หรือจุดที่เป็นตำหนิจากการผลิตฝังตัวอยู่ภายในเนื้อแก้วที่เรามองไม่เห็นด้วยตาเปล่า จุดเหล่านี้เปรียบเสมือนจุดอ่อนแออยู่แล้ว เมื่อเจอแรงเครียดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรง รอยร้าวก็จะเริ่มต้นวิ่งจากจุดอ่อนเหล่านี้และขยายตัวไปทั่วแก้วในพริบตา ทำให้แก้วแตกออกเป็นชิ้นๆ หรือร้าวเปรี๊ยะราวกับมีคนเอาค้อนไปเคาะ

การนำแก้วเซรามิกไปใส่น้ำแข็งแห้งจึงไม่ใช่เรื่องที่น่าทำตาม แม้จะดูสวยงามน่าถ่ายรูปขนาดไหนก็ตาม เพราะนอกจากจะเสี่ยงทำให้แก้วใบโปรดเสียหายแล้ว เศษของเซรามิกที่แตกกระจายอาจกระเด็นไปโดนผิวหนังหรือดวงตาจนเกิดอันตรายได้ ที่สำคัญน้ำแข็งแห้งเองก็เป็นสารที่ต้องระมัดระวังในการสัมผัสอยู่แล้ว การใช้อุปกรณ์ให้เหมาะสมกับงานจึงเป็นเรื่องสำคัญที่สุด

ทางที่ดีหากอยากได้เอฟเฟกต์ควันสวยๆ ลองเปลี่ยนไปใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับงานปาร์ตี้หรือวัสดุที่มีคุณสมบัติทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิฉับพลันได้ดีกว่าจะปลอดภัยกับทั้งตัวเราและกับสิ่งของเครื่องใช้ในบ้านมากกว่า การรู้ทันธรรมชาติของวัสดุแบบนี้นี่แหละที่ช่วยรักษาของใช้ให้ใช้งานได้ยาวนานและลดอุบัติเหตุที่ไม่ควรเกิดขึ้นในบ้านไปได้อีกเยอะเลย