ความลับของข้าวโพดคั่ว

สำหรับคนทั่วไป มันอาจจะเป็นอาหารที่สร้างความสนุกเวลาทำการเคี้ยวขณะที่ดูหนังอยู่ แต่สำหรับนักวิจัยชาวฝรั่งเศสคู่หนึ่ง ข้าวโพดคั่วเป็นปริศนาทางชีวเครื่องกลที่รอการอธิบาย

วิศวกรชื่อ Emmanuel Virot และ Alexandre Ponomarenko ได้ทำการทดลองในการค้นหาว่า อุณหภูมิไหนที่เป็นอุณหภูมิที่เกิดการพองของข้าวโพดคั่ว และเกิดอะไรขึ้นในขณะที่ข้าวโพดกำลังพองตัว และอะไรที่ทำให้ข้าวโพดนั้นมีเสียงตอนพองตัว

“จากความรู้ที่เรามีมานั้น มีความสนใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเสียงพองตัวของข้าวโพดคั่ว” พวกเขาได้เขียนไว้

การค้นพบของพวกเขาได้ทำการตีพิมพ์ในวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติ Journal of the Royal Society Interface

กล้องได้ทำการบันทึกภาพกว่า 2900 เฟรมต่อวินาที เพื่อช่วยแสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อข้าวโพดทำการพองตัว

นักวิจัยพบว่า เมื่ออุณหภูมิเข้าใกล้ 100 องศาเซลเซียส ความชื้นบางส่วนที่อยู่ด้านในของข้าวโพดจะกลายเป็นไอน้ำ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนกระทั่งประมาณ 180 องศาเซลเซียส ความดันจะเพิ่มขึ้นประมาณ 10 บาร์

เมื่อทนต่อแรงดันไม่ไหว เปลือกด้านนอกของข้าวโพดจะแตกออก ทำให้เกิดการลดลงของความดันซึ่งแรงนั้นทำให้ข้าวโพดเกิดการขยายตัวและยื่นออกมา

“พวกเราค้นพบว่า อุณหภูมิที่สำคัญนั้นคือประมาณ 180 องศาเซลเซียส นอกเหนือจากขนาดและรูปร่างของเม็ดข้าวโพด” Virot กล่าว ซึ่งเขาเป็นวิศวการบินจาก Ecole Polytechnique

สิ่งแรกที่หลุดออกมาจากเปลือกที่แตกออกคือโครงสร้างที่มีรูปร่างคล้ายกับกิ่งหรือเรียกว่าขา ซึ่งออกมาสัมผัสกับผิวของกระทะและเริ่มถูกอัดภายใต้ความร้อน

ด้วยการที่ได้รับแรงอัดและปลดปล่อยออกมา ส่วนของขานี้ก่อให้เกิดการกระโดดของข้าวโพดคั่ว โดยมีความสูงตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรจนกระทั่งถึงเซนติเมตร และการปล่อยเสียงของข้าวโพดคั่วมาจากการปล่อยไอน้ำอย่างทันที

หลังจากนั้นเพียงแค่ไม่กี่เสี้ยววินาที เม็ดข้าวโพดจะขยายตัวออกไปในรูปแบบเกล็ดเป็นรูพรุน

การเปลี่ยนแปลงจากรอยแตกไปสู่เกล็ดพองตัวตัวนั้นใช้เวลาน้อยกว่า 90 มิลลิวินาที หรือ 0.09 วินาที

การกระโดดของข้าวโพดคั่วเป็นผลมาจากการรวมกันของอุณหพลศาสตร์และกลไกของการแตกหัก มากกว่าการระเบิดของแก๊สที่อยู่ภายใน

ในการที่จะเข้าใจจุดกำเนิดของเสียงข้าวโพดคั่วนั้น นักวิจัยได้ทำการเพิ่มไมโครโฟนเข้าไปในการบันทึกวิดีโอด้วย

คำอธิบายที่เป็นไปได้เกี่ยวกับเสียงอาจจะรวมไปถึง การแตกของรอยแยก เสียงของเมล็ดถั่วที่กระทบพื้น หรือเสียงของไอน้ำ

นักวิจัยพบว่า เสียงไม่ได้เกิดขึ้นในทันทีหลังจากที่เมล็ดถั่วเกิดแตกตัว มันเกิดขึ้นหลังจากนั้น 6 มิลลิวินาทีหลังจากการแตกครั้งที่สองเกิดขึ้น และครั้งสุดท้ายประมาณ 50 มิลลิวินาที

พวกเขาได้สรุปว่า เสียงของข้าวโพดคั่วนั้นถูกกระตุ้นโดยไอน้ำที่ปล่อยออกมาซึ่งคล้ายคลึงกับเสียงที่ปล่อยออกมากจากการระเบิดของภูเขาไฟ หรือเสียงที่เกิดจากการเปิดขวดแชมเปญ