ความลับของ "รอยบากฟันปลาหรือรอยหยักที่ซองซอสมะเขือเทศ/ซองบะหมี่กึ่งสำเร็จรูป" มีไว้ทำไม?

เวลาที่เราซื้ออาหารจานด่วน บะหมี่กึ่งสำเร็จรูป หรือของทอดทานเล่น สิ่งที่เราต้องได้รับคู่กันเสมอคือ "ซองซอสมะเขือเทศ พริกไทย หรือผงเครื่องปรุงรสแบบซองฟอยล์" และเมื่อเราต้องการใช้งาน สิ่งที่เราคุ้นเคยกันดีคือการใช้มือฉีกตาม "รอยบากฟันปลาหรือรอยหยักเล็กๆ" ที่ขอบซอง ซึ่งทำให้เราสามารถฉีกซองเปิดออกได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องใช้กรรไกร หลายคนอาจจะเคยนึกสงสัยว่ารอยหยักเล็กๆ แค่นี้ ทำไมถึงทรงพลังพาสฟอยล์เหนียวๆ ขาดออกจากกันได้ตรงเป๊ะ ความจริงแล้ว เบื้องหลังรอยบากฟันปลานี้ คืองานวิศวกรรมวัสดุบรรจุภัณฑ์ กลศาสตร์การฉีกขาด (Fracture Mechanics) และฟิสิกส์ของการรวมจุดความเค้นที่ออกแบบมาเพื่อความสะดวกสูงสุดของผู้บริโภค

ในทางวิศวกรรมวัสดุ บรรจุภัณฑ์แบบซองฟอยล์หรือซองพลาสติกอ่อน (Flexible Packaging) ถูกออกแบบมาให้มีความเหนียวทนทานสูงเป็นพิเศษ เพื่อป้องกันไม่ให้ซองฉีกขาดรั่วไหลระหว่างการขนส่ง การกระแทก หรือการวางซ้อนกันเป็นชั้นๆ ซึ่งหากเราพยายามใช้มือเปล่าฉีกขอบซองที่เรียบสนิทโดยไม่มีรอยบาก แรงดึงจะกระจายตัวออกไปทั่วแผ่นฟอยล์ ทำให้เนื้อพลาสติกยืดหยุ่นออกและฉีกขาดยากมากๆ หรืออาจต้องออกแรงดึงจนซอสกระเด็นเลอะเทอะ

วิศวกรผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์จึงได้คิดค้น "รอยบากหยักรูปฟันปลา" (V-Notch or Serrated Edge) ขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหานี้ โดยในทางกลศาสตร์ รอยบากรูปทรงสามเหลี่ยมหรือฟันปลานี้ทำหน้าที่เป็น "จุดรวมความเค้น" (Stress Concentration Point) เมื่อเราออกแรงดึงที่ขอบซอง แรงดึงทั้งหมดจะไม่กระจายตัวออกไปไหน แต่จะพุ่งรวมกันไปจ่ออยู่ที่ "จุดปลายยอดแหลมของรอยบาก" ทันที 

แรงเค้นมหาศาลที่ถูกบีบอัดให้อยู่ในจุดเล็กๆ นี้ จะเกินขีดจำกัดความต้านทานแรงดึงของเนื้อพลาสติกและฟอยล์ ทำให้เกิดรอยปริแตกขึ้นที่จุดนั้น และเมื่อเนื้อพลาสติกเริ่มปริแตกแล้ว รอยแยกจะวิ่งตรงไปตามแนวขวางของซองได้อย่างง่ายดายด้วยแรงดึงเพียงนิดเดียว รอยบากฟันปลาบนซองซอสและซองบะหมี่ จึงเป็นผลงานชิ้นเอกทางวิศวกรรมวัสดุศาสตร์ที่เปลี่ยนเรื่องยากให้กลายเป็นเรื่องง่ายในเสี้ยววินาทีครับ