1
00:00:06,791 --> 00:00:08,525
เหล็กกล้าและพลาสติก

2
00:00:08,525 --> 00:00:13,423
วัสดุสองชนิดนี้มีความสำคัญ
ต่อโครงสร้างพื้นฐานและเทคโนโลยีของเรามาก

3
00:00:13,423 --> 00:00:17,129
และพวกมันมีความแข็งและความเปราะ
ที่แตกต่างกัน

4
00:00:17,129 --> 00:00:18,900
เหล็กกล้าแข็งแรงและทนทาน

5
00:00:18,900 --> 00:00:21,249
แต่ทำให้เป็นรูปทรงที่ซับซ้อนได้ยาก

6
00:00:21,249 --> 00:00:23,885
ขณะที่พลาสติกสามารถทำเป็นรูปทรงต่าง ๆ 
ได้หลากหลาย

7
00:00:23,885 --> 00:00:26,072
มันเปราะและอ่อนนุ่ม

8
00:00:26,072 --> 00:00:28,424
ดังนั้น มันน่าจะดีถ้ามีวัสดุชนิดหนึ่ง

9
00:00:28,424 --> 00:00:30,616
ที่มีความแข็งแรงดุจเหล็กกล้าที่แข็งที่สุด

10
00:00:30,616 --> 00:00:33,507
และสามารถทำให้เป็นรูปทรงที่หลากหลาย
ได้เหมือนพลาสติก

11
00:00:33,507 --> 00:00:36,092
เอาล่ะ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์
และผู้เชียวชาญด้านเทคโนโลยีจำนวนมาก

12
00:00:36,092 --> 00:00:41,039
กำลังรู้สึกตื่นเต้นกับสิ่งประดิษฐ์ใหม่
เรียกว่า "แก้วโลหะ" (metallic glass)

13
00:00:41,039 --> 00:00:44,290
ซึ่งมีคุณสมบัติของวัสดุทั้งคู่ 
และคุณสมบัติอื่น ๆ อีก

14
00:00:44,290 --> 00:00:47,509
โลหะแก้วมีลักษณะเป็นมันเงา
และทึบแสงเหมือนเหล็กกล้า

15
00:00:47,509 --> 00:00:51,120
และเช่นเดียวกับเหล็กกล้า
พวกมันนำความร้อนและไฟฟ้าได้

16
00:00:51,120 --> 00:00:53,500
แต่พวกมันแข็งแรงกว่าโลหะส่วนใหญ่

17
00:00:53,500 --> 00:00:56,101
ซึ่งหมายความว่าพวกมันทนทาน
ต่อแรงปริมาณมากได้

18
00:00:56,101 --> 00:00:58,449
โดยปราศจากการคดงอหรือแหว่งเว้า

19
00:00:58,449 --> 00:01:00,193
นำไปทำเป็นมีดผ่าตัดที่มีความคมสุดขีด

20
00:01:00,193 --> 00:01:02,253
และกล่องใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ที่มีความแข็งแรงสุดขั้ว

21
00:01:02,253 --> 00:01:03,089
บานพับ

22
00:01:03,089 --> 00:01:04,132
ตะปูควง

23
00:01:04,132 --> 00:01:05,632
และอีกมากมาย

24
00:01:05,632 --> 00:01:08,019
แก้วโลหะยังมีคุณสมบัติที่น่าเหลือเชื่อ

25
00:01:08,019 --> 00:01:10,755
คือกักเก็บและปลดปล่อยพลังงานยืดหยุ่น 
(elastic energy)

26
00:01:10,755 --> 00:01:13,133
ซึ่งทำให้พวกมันเป็นวัสดุ
ที่เหมาะจะนำไปผลิตอุปกรณ์กีฬา

27
00:01:13,133 --> 00:01:14,258
เช่น ไม้เทนนิส

28
00:01:14,258 --> 00:01:15,320
ไม้ตีกอล์ฟ

29
00:01:15,320 --> 00:01:16,700
และ สกี

30
00:01:16,700 --> 00:01:18,219
พวกมันทนต่อการกัดกร่อน

31
00:01:18,219 --> 00:01:22,375
และสามารถถูกนำไปหล่อเป็นรูปทรงซับซ้อน
ที่มีพื้นผิวเหมือนกระจกได้

32
00:01:22,375 --> 00:01:24,499
ในการขึ้นรูปขั้นตอนเดียว

33
00:01:24,499 --> 00:01:26,812
แม้ว่ามันจะมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้อง

34
00:01:26,812 --> 00:01:29,202
ถ้าคุณเพิ่มอุณหภูมิให้สูงกว่า
ร้อยกว่า ๆ องศาเซลเซียส

35
00:01:29,202 --> 00:01:31,062
พวกมันจะอ่อนตัวลงอย่างมีนัยสําคัญ

36
00:01:31,062 --> 00:01:34,474
และจะสามารถถูกทำให้เป็นรูปร่าง
ได้ตามที่คุณต้องการ

37
00:01:34,474 --> 00:01:35,832
เมื่อทำให้มันเย็นลง

38
00:01:35,832 --> 00:01:38,278
พวกมันจะกลับมามีความแข็งเแรงเหมือนเดิม

39
00:01:38,278 --> 00:01:41,206
แล้วคุณสมบัติมหัศจรรน์เหล่านี้มาจากไหนล่ะ

40
00:01:41,206 --> 00:01:45,519
หลักการสำคัญคือมันเกี่ยวข้องกับ
โครงสร้างอะตอมของแก้วโลหะที่มีความพิเศษ

41
00:01:45,519 --> 00:01:48,154
โลหะส่วนใหญ่เป็นผลึกเป็นของแข็ง

42
00:01:48,154 --> 00:01:52,278
นั่นหมายความว่า หากคุณเข้าไปใกล้มากพอ
ที่จะเห็นอะตอม

43
00:01:52,278 --> 00:01:56,304
คุณจะพบพวกมันเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบ 
รูปแบบซ้ำ ๆ

44
00:01:56,304 --> 00:01:58,587
กระจายอยู่ทั่วไปในเนื้อของวัสดุ

45
00:01:58,587 --> 00:01:59,871
น้ำแข็งเป็นผลึก

46
00:01:59,871 --> 00:02:01,124
เพชรก็ด้วย

47
00:02:01,124 --> 00:02:02,219
เกลือก็เช่นกัน

48
00:02:02,219 --> 00:02:04,603
ถ้าคุณให้ความร้อนสูงมากพอ
ที่จะทำให้พวกมันละลาย

49
00:02:04,603 --> 00:02:07,985
อะตอมจะสั่นและเคลื่อนที่อย่างสุ่ม

50
00:02:07,985 --> 00:02:09,590
แต่เมื่อคุณทำให้มันเย็นลง

51
00:02:09,590 --> 00:02:11,427
อะตอมจะจัดเรียงตัวของพวกมันใหม่

52
00:02:11,427 --> 00:02:13,841
สร้างเป็นผลึกขึ้นอีกครั้ง

53
00:02:13,841 --> 00:02:17,219
แต่จะเกิดอะไรขึ้น ถ้าคุณทำให้โลหะเหลว
เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว

54
00:02:17,219 --> 00:02:20,055
จนทำให้อะตอมไม่สามารถ
หาตำแหน่งเดิมของมันได้

55
00:02:20,055 --> 00:02:21,914
เพื่อที่วัสดุนั้นที่เคยเป็นของแข็ง

56
00:02:21,914 --> 00:02:26,356
แต่ด้วยความโกลาหล ทำให้มันกลายเป็นของเหลว
ที่โครงสร้างภายในมีรูปร่างไม่แน่นอนล่ะ

57
00:02:26,356 --> 00:02:28,096
นั่นล่ะ คือแก้วโลหะ

58
00:02:28,096 --> 00:02:31,579
โครงสร้างของมันได้รับประโยชน์
จากการขาดขอบเขตที่ชัดเจนในเนื้อวัสดุ

59
00:02:31,579 --> 00:02:33,472
ซึ่งโลหะส่วนใหญ่มี

60
00:02:33,472 --> 00:02:36,884
นั่นคือจุดอ่อนที่ทำให้โลหะเหล่านั้น
เป็นรอยได้ง่ายกว่า

61
00:02:36,884 --> 00:02:38,783
หรือผุกร่อน

62
00:02:38,783 --> 00:02:43,394
แก้วโลหะถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1960 
จากทองคำและซิลิคอน

63
00:02:43,394 --> 00:02:44,837
มันสร้างขึ้นได้ยาก

64
00:02:44,837 --> 00:02:47,505
เพราะอะตอมของโลหะตกผลึกได้อย่างรวดเร็ว

65
00:02:47,505 --> 00:02:51,405
นักวิทยาศาสตร์ต้องทำให้โลหะผสมนี้
เย็นลงอย่างรวดเร็วมาก

66
00:02:51,405 --> 00:02:54,527
ในอัตราหนึ่งล้านองศาเคลวินต่อวินาที

67
00:02:54,527 --> 00:02:57,456
โดยการยิงละอองโลหะขนาดเล็กจิ๋ว
ไปที่แผ่นทองแดงเย็นเฉียบ

68
00:02:57,456 --> 00:03:00,317
หรือการปั่นให้เป็นริบบิ้นเส้นบางเฉียบ

69
00:03:00,317 --> 00:03:05,440
ในเวลานั้น แก้วโลหะมีความหนา
ได้แค่สิบหรือร้อยไมครอนเท่านั้น

70
00:03:05,440 --> 00:03:08,657
ซึ่งบางเกินไปสำหรับการนำไปใช้ประโยชน์
ในทางปฏิบัติ

71
00:03:08,657 --> 00:03:10,715
นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา 
นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า

72
00:03:10,715 --> 00:03:14,318
ถ้าคุณผสมโลหะหลาย ๆ ชนิด
ที่รวมตัวกันอย่างอิสระ

73
00:03:14,318 --> 00:03:16,899
แต่ตกผลึกพร้อมกันได้ยาก

74
00:03:16,899 --> 00:03:19,701
ซึ่งโดยทั่วไปเป็นเพราะว่าพวกมัน
มีขนาดอะตอมที่ต่างกันมาก

75
00:03:19,701 --> 00:03:22,945
สารผสมจึงตกผลึกได้ช้ากว่ามาก

76
00:03:22,945 --> 00:03:26,034
นั่นหมายความว่า
คุณไม่จำเป็นต้องรีบทำให้มันเย็นลง

77
00:03:26,034 --> 00:03:27,616
ดังนั้น วัสดุจึงมีความหนาได้มากขึ้น

78
00:03:27,616 --> 00:03:30,092
เป็นระดับเซนติเมตร แทนที่จะเป็นไมโครเมตร

79
00:03:30,092 --> 00:03:34,375
วัสดุนี้ถูกเรียกว่าแก้วโลหะขนาดใหญ่ 
(bulk metallic glass) หรือ BMG

80
00:03:34,375 --> 00:03:37,042
ในปัจจุบันมี BMG ที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิด

81
00:03:37,042 --> 00:03:40,109
แล้วทำไมสะพานและรถยนต์
จึงไม่ได้สร้างจากพวกมันล่ะ

82
00:03:40,109 --> 00:03:44,349
BMG หลายชนิดที่ใช้งานได้ในปัจจุบัน
สร้างขึ้นจากโลหะราคาแพง

83
00:03:44,349 --> 00:03:46,537
เช่น แพแลเดียม และ เซอร์โคเนียม

84
00:03:46,537 --> 00:03:48,022
และพวกมันต้องมีความบริสุทธิ์สูงมาก

85
00:03:48,022 --> 00:03:51,374
เพราะความไม่บริสุทธิ๋ใด ๆ ก็ตาม
สามารถก่อให้เกิดการตกผลึกได้

86
00:03:51,374 --> 00:03:56,386
ดังนั้น ตึกระฟ้าหรือยานอวกาศ
ที่สร้างจาก BMG จึงมีราคาแพงมหาศาล

87
00:03:56,386 --> 00:03:57,776
และถึงแม้ว่าพวกมันจะมีความแข็งแรง

88
00:03:57,776 --> 00:04:02,089
พวกมันก็ยังไม่ทนทานมากพอ
สำหรับนำไปใช้รับน้ำหนักในงานก่อสร้าง

89
00:04:02,089 --> 00:04:05,082
เมื่อมีความเครียดสูง พวกมันแตกร้าวได้
โดยไม่อาจรู้ได้ล่วงหน้า

90
00:04:05,082 --> 00:04:08,206
ซึ่งมันไม่ใช่วัสดุในอุดมคติ ยกตัวอย่างเช่น
สำหรับการสร้างสะพาน

91
00:04:08,206 --> 00:04:12,065
แต่เมื่อวิศวกรค้นพบวิธีสร้าง BMG 
จากโลหะที่มีราคาถูกกว่านี้ได้

92
00:04:12,065 --> 00:04:14,058
และทำให้มันมีความทนทานมากขึ้นได้

93
00:04:14,058 --> 00:04:15,736
วัสดุสุดแสนวิเศษนี้

94
00:04:15,736 --> 00:04:18,026
จะมีศักยภาพมากมายอย่างไร้ขีดจำกัด