เพชรแข็งที่สุดจริงไหม? ทำความเข้าใจความแข็ง แรงดึง และความหนาแน่น
ตอนเด็ก ๆ ครูสอนว่าเพชรคือสิ่งที่แข็งที่สุดในโลก แต่พออ่านเรื่องกราฟีน เพชรหกเหลี่ยม หรือดาวนิวตรอน หลายคนอาจเริ่มสงสัยว่าแชมป์เปลี่ยนไปแล้วหรือเปล่า
คำตอบต้องเริ่มจากว่า เรากำลังวัดอะไร เพราะความแข็งที่หมายถึงการทนรอยขีดข่วน ไม่ใช่เรื่องเดียวกับการทนแรงดึงหรือความหนาแน่น จะจับทุกอย่างมาเรียงอันดับเดียวกันเลยก็ไม่ได้ครับ
เริ่มจากมาตราโมห์สที่เราเคยเรียน
มาตราโมห์ส เปรียบเทียบความแข็งของแร่จากความสามารถในการขีดข่วนกัน โดยมีแร่อ้างอิงตั้งแต่ระดับ 1 คือทัลก์ ไปจนถึงระดับ 10 คือเพชร
ตัวอย่างที่คุ้นชื่อกันคือควอตซ์ระดับ 7 โทแพซระดับ 8 และคอรันดัม ซึ่งรวมถึงทับทิมกับไพลิน อยู่ที่ระดับ 9 ส่วน เพชร อยู่บนสุดของมาตรานี้ที่ระดับ 10 GIA 4Cs
แต่ตัวเลขไม่ได้เพิ่มแบบขั้นละเท่า ๆ กัน คอรันดัมระดับ 9 จึงไม่ได้หมายความว่าแข็งรองจากเพชรเพียงนิดเดียว และเพชรระดับ 10 ก็ไม่ได้แปลว่าแข็งเป็นสองเท่าของแร่ระดับ 5
อีกเรื่องที่ต้องแยกให้ออกคือ เพชรทนรอยขีดข่วนได้ดีมาก แต่ยังบิ่นหรือแตกได้เมื่อถูกกระแทกแรง ๆ ความแข็งกับความเหนียวต้านการแตกจึงเป็นคนละสมบัติ ซื้อแหวนเพชรมาแล้วก็ยังต้องระวังการกระแทกครับ GIA 4Cs
แล้ววัสดุที่ว่ากันว่าแข็งกว่าเพชรล่ะ?
ชื่อที่มักถูกยกมาเทียบคือเวิร์ตไซต์โบรอนไนไตรด์ และ ลอนสเดลไลต์ หรือเพชรที่มีโครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม
งานวิจัยในวารสาร Physical Review Letters ปี 2009 ใช้การคำนวณศึกษาการเปลี่ยนโครงสร้างภายใต้แรงกด และเสนอว่าวัสดุเหล่านี้อาจมีความต้านทานต่อการกดสูงกว่าเพชรภายใต้เงื่อนไขที่ศึกษา สำหรับลอนสเดลไลต์ งานดังกล่าวรายงานค่าความแข็งแรงต่อการกดที่สูงกว่าเพชร 58% Phys. Rev. Lett.
ตัวเลขนี้ต้องอ่านพร้อมเงื่อนไข เพราะเป็นผลการคำนวณ ไม่ใช่ข้อสรุปว่าลอนสเดลไลต์ทุกชิ้นผ่านการทดลองแล้วว่าแข็งกว่าเพชร 58% ในทุกทิศทางและทุกวิธีวัด
วิทยาศาสตร์จึงมีรายละเอียดมากกว่าคำว่า “แชมป์เก่าถูกโค่น” และยังไม่ควรนำผลจากเงื่อนไขหนึ่งไปสร้างอันดับความแข็งแบบตายตัว
กราฟีนแข็งแกร่ง แต่กำลังวัดอีกสมบัติหนึ่ง
กราฟีน เป็นแผ่นคาร์บอนบางเพียงหนึ่งชั้นอะตอม งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ปี 2008 วัดสมบัติของแผ่นกราฟีน และรายงานค่าความแข็งแรงภายในของวัสดุประมาณ 130 กิกะปาสคาล โดยเกี่ยวข้องกับแผ่นที่ไม่มีตำหนิ PubMed
ฟังแล้วน่าทึ่ง แต่ค่าความแข็งแรงนี้ไม่ใช่คะแนนการทนรอยขีดข่วนแบบมาตราโมห์ส จึงใช้บอกไม่ได้ว่ากราฟีนต้องอยู่เหนือเพชรในอันดับเดียวกัน
ส่วนใยแมงมุมที่ต้นฉบับยกมาเปรียบเทียบ ก็ต้องระบุให้ชัดว่ากำลังพูดถึงการทนแรงดึง ความเหนียว หรือสมบัติเมื่อเทียบต่อน้ำหนัก การใช้คำว่า “แข็งกว่า” เพียงคำเดียวทำให้ผู้อ่านเข้าใจผิดได้ง่าย
ดาวนิวตรอนหนาแน่นมาก แต่ไม่ใช่อันดับความแข็งของแร่
ขยับจากโลกออกไปในอวกาศ เราจะเจอ ดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงมาก เกิดจากแกนดาวฤกษ์ยุบตัว โดยเหลือวัตถุขนาดเล็กที่อัดมวลมหาศาลไว้ภายใน
NASA เปรียบเทียบให้เห็นภาพว่า สสารดาวนิวตรอนปริมาตรหนึ่งช้อนชาอาจมีมวลประมาณหนึ่งพันล้านตัน ตัวเลขนี้ใช้สื่อถึงความหนาแน่นสุดขั้วของมัน NASA
แต่ความหนาแน่นคือมวลต่อปริมาตร ไม่ใช่ความสามารถในการทนรอยขีดข่วน จึงนำตัวเลขนี้มายืนยันว่าดาวนิวตรอนเป็น “สิ่งที่แข็งที่สุดในจักรวาล” ไม่ได้
ถ้าจะซื้อแหวน เพชรยังเป็นอัญมณีที่ทนรอยขีดข่วนได้ยอดเยี่ยม แต่ถ้าจะเปรียบเทียบวัสดุเพื่อใช้งาน ต้องดูด้วยว่าจะให้มันทนแรงดึง ทนการกด หรือทนการแตก
ครั้งหน้าเห็นคำว่า “แข็งกว่าเพชร” ลองถามต่ออีกนิดว่า แข็งแบบไหน และวัดอย่างไร แค่นี้ก็ช่วยแยกเรื่องที่น่าทึ่งออกจากการเปรียบเทียบที่ชวนเข้าใจผิดได้แล้วครับ
REFERENCES:
GIA: More than the Mohs Scale
Physical Review Letters: Harder than Diamond
Science: Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene
NASA: New Mission to Study Neutron Stars:
เปิดแนวทางเลขมงคล หมอปลาย พรายกระซิบ ลุ้นโชคงวด 1 พฤศจิกายน 2569
ไขปริศนาไม้บรรทัด ทำไมเลข 0 ไม่ชิดขอบ เผยเหตุผลที่หลายคนไม่เคยรู้
ตกลงฉันชอบใคร ช หรือ ญ
เลขเด็ดปฏิทินจีน งวด 1 พฤศจิกายน 69
ทำไมน้ำท่วมพื้นที่เดิมซ้ำทุกปี? เปิด 5 ปัจจัยที่ทำให้บางพื้นที่ของไทยระบายน้ำไม่ทัน
จังหวัดไทยที่มีทั้งภูเขา ทะเล และชายแดน มีที่ไหนบ้าง?
เปิดบันทึกที่มา10นามสกุลที่เก่าแก่ที่สุดในประเทศไทย
เมืองโบราณใต้พื้นดินไทยซ่อนอะไรไว้ ? เมื่อเนินดิน และซากอิฐกลายเป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์
AI วิเคราะห์เลขท้าย 3 ตัวรางวัลที่ 1 งวดวันที่ 1 พฤศจิกายน 2569
ไททานิกมีคนกว่า 2,200 คน แต่เรือชูชีพรับได้แค่ครึ่งเดียว เพราะอะไร?
ถ่ายวิดีโอแล้วไฟ LED กะพริบ เกิดจากอะไร?
เเนวทางเลขเด่น 4 จตุรเทพ จัดให้ 1 พ.ย. 69 (อ.น๊อตตี้, ดุ่ย ภรัณฯ, อ.ไม้เอก และอ.ต้น)
ตกลงฉันชอบใคร ช หรือ ญ
เมืองโบราณใต้พื้นดินไทยซ่อนอะไรไว้ ? เมื่อเนินดิน และซากอิฐกลายเป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์
เปิดบันทึกที่มา10นามสกุลที่เก่าแก่ที่สุดในประเทศไทย
ตำรวจอ่าวลึกกวาดจับ 3 ผู้ต้องหา ยึดปืน 9 มม. พร้อมกระสุน 20 นัด รวบอีก 2 รายครอบครองยาบ้า 17 เม็ด
กะเพราแก้วจุรี 4 สายพันธุ์ เริ่มวิจัยเมื่อไร แล้วปลูกขายใบได้ไหม?
เปิดสถิติ 10 ปีหวยออก 1 พ.ย. ตัวไหนชอบมาซ้ำ ตัวไหนหลบเก่ง เซฟเก็บไว้ดูแนวทางก่อนซื้อ!

