ค่ายยานยนต์ยักษ์ใหญ่ในยุโรป และญี่ปุ่น กำลังทดสอบการจุดระเบิดโดยใช้แสงเลเซอร์อยู่ เมื่อสำเร็จก็จะยกเลิกการใช้หัวเทียนในการจุดระเบิดแล้วละครับ
คุณจอย เย็นนี้ที่แม๊กซ์แวลูถนนคู้บอน มีกิจกรรมรวมตัวมอเตอร์ไซค์กว่าสองร้อยคันนะครับ เห็น รปภ. บอก แต่ไม่ทราบว่าเป็นรถประเภทใดครับ
อีกไม่นานนี้ เราอาจจะได้เห็นเครื่องยนต์ของรถยนต์จุดระเบิดด้วยเลเซอร์ แทนที่จะใช้หัวเทียนแบบแต่ก่อน
ทีมวิจัยเตรียมรายงานการค้นพบในงานประชุมเลเซอร์และอิเล็กโตร-ออปติก ในวันที่ 1 พฤษภาคมนี้ เพื่อรายงานว่า เลเซอร์สามารถจุดระเบิดให้ส่วนผสมน้ำมัน-อากาศในเครื่องยนต์เข้าสู่กระบวนเผาไหม้ได้อย่างไร และสุดท้าย อาจจะได้เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดการปล่อยมลภาวะ โดยใช้หลักการคือ จุดระเบิดให้มากกว่าส่วนผสมของน้ำมัน-อากาศ
ปัจจุบัน ทีมวิจัยอยู่ระหว่างการคุยกับโรงงานผลิตหัวเทียน และอาจนำไปสู่ความเป็นไปได้ที่จะมีการผลิตเป็นชิ้นส่วนจริงๆจังๆในอนาคต
แนวความคิดเรื่องการใช้เลเซอร์แทนหัวเทียนนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด แม้หัวเทียนจะเป็นเทคโนโลยีที่แทบจะไม่เคยเปลี่ยนแปลงเลยนับตั้งแต่มีการคิดค้นเมื่อ 150 ปีที่แล้ว
หัวเทียนนั้นมีหน้าที่ในการจุดระเบิดส่วนผสมของน้ำมันกับอากาศที่อยู่ใกล้กับ"ช่องสปาร์ค"ของหัวเทียน ทำให้กระบวนการเผาไหม้เป็นไปอย่างไม่มีประสิทธิภาพ และโลหะที่ใช้ในการจุดระเบิดก็จะค่อยๆเสื่อมสภาพไปช้าๆตามกาลเวลา
แต่การจุติของเลเซอร์ขนาดเล็กนั้นก็ทำให้แนวความคิดเรื่องการใช้เลเซอร์ในการจุดระเบิดกลับมาอีกครั้ง พร้อมกับความเป็นไปได้ที่มากขึ้นในเชิงปฏิบัติ
ทีมวิจัยจากโรมาเนียและญี่ปุ่นได้สาธิตระบบดังกล่าวที่จะที่ลำแสงเลเซอร์เพียงแค่ 2-3 ตัวในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ โดยยิงไปที่กระบอกสูบของเครื่องยนต์ที่ระดับความลึกที่แตกต่างกัน เพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ของการเผาไหม้และหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพด้วยการเวลา
อย่างไรก็ตาม ระบบยังจำเป็นต้องเลเซอร์ที่ให้คลื่นพลังงานสูงระดับเดียวที่หัวเทียนใช้ในการจุดระเบิด ดังนั้น จึงต้องมีการจัดการพลังงานที่ใช้ในการจุดระเบิดเครื่องยนต์ให้ดี
"ที่ผ่านมา เลเซอร์ที่ว่าน่าจะตอบโจทย์ก็มีข้อจำกัดเพราะมีขนาดใหญ่ ไม่มีประสิทธิภาพ และไม่เสถียร" ทาคุโนริ ทาอิระ แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติ โอคาซากิ ประเทศญี่ปุ่นกล่าว
"นอกจากนี้ ยังติดตั้งให้ห่างจากเครื่องยนต์มากไม่ได้ เพราะลำแสงของมันอาจจะไปทำลายเส้นใยแก้วนำแสงที่นำส่งลำแสงเลซอร์เองไปยังกระบอกสูบ"
ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาวิธีการใหม่ที่จะแก้ปัญหานี้ โดยใช้เลเซอร์ที่ทำมาจากผงเซรามิคที่ถูกบีบอัดให้มีขนาดเท่ากับหัวเทียนที่ใช้ในกระบอกสูบ
อุปกรณ์เซรามิคนี้มีคุณสมบัติเป็นเลเซอร์ในตัวมันเองด้วย โดยจะรวบรวมพลังงานจากเลเซอร์ที่พลังงานต่ำและบีบอัดมาที่ส่งมาตามเส้นใยแก้วนำแสง และปลดปล่อยคลื่นพลังงานในระยะเวลา 0.0000000008 วินาที
เซรามิคชนิดนี้มีความแข็งแรงทนทานมากกว่าคริสตัลที่ใช้ในเลเซอร์พลังงานสูงเสียอีก แถมยังจัดการกับความร้อนภายในเครื่องยนต์เผาไหม้ได้ดีกว่าอีกด้วย
ทีมวิจัยกำลังอยู่ระหว่างการอภิปรายกับเดนโซ่ ผู้ผลิตชิ้นส่วนรถยนต์รายใหญ่ เพื่อให้เทคโนโลยนี้มีการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ต่อไป