ผู้คนทั่วโลกไม่ว่าจะเด็กหรือผู้ใหญ่ ต่างก็ชื่นชอบขนมยี่ห้อ ‘โอรีโอ’ (Oreo) ขนมแซนวิซคุกกี้สอดไส้ครีม ที่ผลิตโดยบริษัทนาบิสโก (Nabisco) และแม้ผู้คนจะมีวิธีการกินโอรีโอในแบบที่แตกต่างกันออกไป แต่วิธีการ “บิด ชิมครีม จุ่มนม” (Twist, Lick, Dunk.) ก็ยังคงเป็นวิธีการกินโอรีโอแบบคลาสสิกที่หลายคนชื่นชอบ
แต่ปัญหาของคนส่วนใหญ่ที่กินโอรีโอด้วยการบิดเพื่อแยกชิ้นคุกกี้ออกเป็นสองส่วนก็คือ เวลาบิดคุกกี้แยกออกจากกัน ไส้ครีมที่อยู่ตรงกลางมักจะเกาะติดกับชิ้นคุกกี้เพียงด้านเดียวเท่านั้น ซึ่งจริง ๆ ก็ยังคงชิมครีมและจุ่มนมได้อย่างไม่มีปัญหา
แต่สำหรับบางคน การจุ่มคุกกี้เปล่า ๆ กับนม อาจส่งผลทำให้ตัวคุกกี้นิ่มเกินไป นักวิทยาศาสตร์แห่งสถาบัน MIT จึงได้อุทิศเวลาเพื่อศึกษาวิธีการบิดโอรีโอ เพื่อให้คุกกีแบ่งออกเป็นสองฝั่งได้อย่างสมบูรณ์แบบ กลายเป็นศาสตร์แขนงใหม่ที่ถูกเรียกแบบทีเล่นทีจริงว่า ‘โอรีโอโลจี’ (Oreology)
งานวิจัยนี้เป็นของ ‘คริสตัล โอเวนส์’ (Crystal E. Owens) นักศึกษาระดับปริญญาเอก และทีมนักวิจัยจากสาขาวิศวกรรมเครื่องกล สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology – MIT) สหรัฐอเมริกา ที่เผยแพร่ในวารสาร ‘Physics of Fluids’ บนเว็บไซต์ของสถาบันวิจัยฟิสิกส์แห่งสหรัฐอเมริกา (American Institute of Physics – AIP) เมื่อวันที่ 19 เมษายน
รายละเอียดของงานวิจัยชิ้นนี้ เป็นการศึกษาที่ผู้วิจัยจำกัดความว่า เป็นการศึกษาการไหล และการแยกตัวของคุกกี้แซนด์วิช ด้วยวิธีการศึกษารีโอโลจี (Rheology – สาขาทางด้านฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับการไหลและการหนืดของสสาร) เพื่อศึกษาการไหล ความหนืดของไส้ครีม และค้นหาวิธีการบิดเพื่อให้ไส้ครีมสามารถกระจายตัวและแบ่งออกเป็นสองฝั่งได้โดยที่ไม่เกาะอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง และยังได้บัญญัติศัพท์เกี่ยวกับการศึกษานี้ว่า ‘โอรีโอโลจี’ (Oreology)
คริสตัล โอเวนส์ หัวหน้าทีมวิจัยได้เปิดเผยว่า เหตุที่เธอเลือกจะศึกษาเรื่องนี้ก็เพราะว่า “ฉันได้แรงบันดาลใจมาจากความสงสัยตั้งแต่ตอนที่ฉันเป็นเด็ก ฉันสงสัยว่า จะมีวิธีบิดโอรีโอ และแบ่งครีมให้เท่ากันบนชิ้นคุกกี้ทั้งสองฝั่งได้หรือไม่ เพราะฉันเองชอบกินคุกกี้ที่มีครีมมากกว่า คุกกี้ที่ไม่มีครีม มันจะแห้งเกินไป และถ้าเอาไปจุ่มในนม คุกกี้ก็จะแตกเร็วเกินไปด้วย”
และกล่าวเพิ่มเติมว่า “เมื่อฉันมาถึง MIT ฉันได้ศึกษาเกี่ยวกับเครื่องรีโอมิเตอร์ (Rheometer) ที่ใช้วัดความหนืดของหมึกผสมท่อนาโนคาร์บอน (Carbon Nanotube-ink) ซึ่งทำให้ฉันได้ตระหนักว่า ความรู้และเครื่องมือด้านรีโอโลจี น่าจะช่วยไขปัญหาท้าทายเกี่ยวกับการบิดโอรีโอนี้ได้”
ดังนั้น เธอจึงได้ออกแบบเครื่องมือที่เรียกว่า ‘โอรีโอมิเตอร์’ (Oreometer) จากเครื่องพิมพ์สามมิติ เพื่อออกแบบอุปกรณ์ทดลองการบิดโอรีโอออกจากกัน เมื่อประกอบชิ้นส่วนและใส่โอรีโอไว้ตรงกลางแล้ว ผู้วิจัยจะค่อย ๆ ใส่เหรียญเพื่อถ่วงน้ำหนักและส่งแรงบิดไปยังโอรีโอที่อยู่ตรงกลาง จนสามารถบิดโอรีโอออกเป็นสองส่วนได้ในที่สุด (สามารถชมคลิปสาธิตวิธีการใช้งานได้ที่วิดีโอด้านล่าง)
นอกจากนี้ ทีมผู้วิจัยยังได้เพิ่มตัวแปรในการทดลองด้วย เช่น การทดสอบด้วยโอรีโอรสชาติอื่น ๆ และโอรีโอรุ่นพิเศษ เช่นรุ่น ‘Double Stuf’ ที่มีไส้ครีมหนา 1.8 เท่าจากปกติ และรุ่น ‘Mega Stuf’ ที่มีชั้นไส้ครีมหนาเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังมีการทดสอบการเปลี่ยนความเร็วในการหมุนเพื่อบิดโอรีโอ นำโอรีโอที่ได้ ทดสอบการจุ่มในนม และการทดสอบด้านรสชาติอีกด้วย
จากการทดสอบโอรีโอ 20 กล่อง พบว่า ทีมวิจัยยังไม่สามารถใช้โอรีโอมิเตอร์ในการค้นหาวิธีบิดเพื่อให้ครีมถูกแบ่งออกเป็นสองฝั่งได้อย่างสมบูรณ์ ที่พบได้บ่อยที่สุดในการทดลองก็คือ ไส้ครีมแยกชั้นไปอยู่ฝั่งใดฝั่งหนึ่ง การที่คุกกี้แตกกระจายจากการออกแรงบิดมากและเร็วเกินไป มีเพียงส่วนหนึ่งที่ครีมถูกฉีกแบ่งเป็นครึ่งเสี้ยว โดยไม่มีชิ้นใดที่แบ่งแยกครีมเป็นชั้นบาง ๆ ได้อย่างที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นโอรีโอรสชาติใด หรือรุ่นที่มีไส้ครีมหนาเป็นพิเศษก็ตาม
ในการทดสอบการจุ่มนม นักวิจัยได้ระบุว่า ตัวคุกกี้ของโอรีโอนั้นมีเนื้อสัมผัสที่อ่อน จึงทำให้คุกกี้อ่อนนิ่มลงอย่างรวดเร็วหลังจากที่จุ่มลงในนม หลังจากนั้น คุกกี้ที่อิ่มตัวจากน้ำนมจะสูญเสียโครงสร้าง และแตกออกหลังจุ่มประมาณ 60 วินาที ซึ่งทีมวิจัยค้นพบว่า คุกกี้เปล่า ๆ จะเริ่มดูดซึมนมหลังจุ่ม 5 วินาที การจุ่มนมด้วยเวลาอันเหมาะสม และจุ่มด้วยคุกกี้ที่มีไส้ครีมจะช่วยยืดระยะเวลาอิ่มตัวออกไปได้เล็กน้อย และทำให้คุกกี้ไม่แตก
ส่วนสาเหตุที่ทำให้ไม่สามารถบิดโอรีโอเพื่อแบ่งครีมออกได้ง่าย ๆ ทางทีมผู้วิจัยอธิบายว่า อาจเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่นในขั้นตอนการผลิตในโรงงาน ปกติแล้วไส้ครีมจะถูกใส่ในคุกกี้ด้านล่าง ก่อนที่จะประกบด้วยชิ้นคุกกี้จากด้านบนอีกที ทำให้ไส้ครีมมักจะเหนียวติดกับคุกกี้ชิ้นด้านล่างมากกว่าคุกกี้ชิ้นที่ประกบจากด้านบน ทำให้ไส้ครีมมักจะหลุดเป็นแผ่นติดกับคุกกี้ฝั่งเดียวอยู่บ่อยครั้ง
รวมทั้งวัตถุดิบที่ผลิตไส้ครีมด้วย เพราะแท้จริงแล้ว ไส้ครีมของโอรีโอไม่มีส่วนผสมของนม ครีม หรือเนย ทำให้ตัวไส้ครีมจับตัวแน่น มีอัตราความเหลวน้อย (หรือเรียกว่าเป็นของแข็งที่มีลักษณะอ่อนนุ่ม) ที่จะไหลได้ก็ต่อเมื่อมีแรงกระทำที่มากเพียงพอ ทำให้ไม่สามารถบิดเพื่อแบ่งชั้นครีมออกมาได้ง่าย ๆ รวมทั้งการจัดเก็บ ขนส่ง อุณหภูมิ หรือแม้แต่ตำแหน่งของคุกกี้แต่ละชิ้นในหีบห่อ ก็ล้วนมีผลต่อความเหลวของไส้ครีม และตัวคุกกี้ในโอรีโอทั้งสิ้น
การศึกษาเกี่ยวกับโอรีโอโลจีนี้ แม้ว่าโดยผิวเผินจะดูไร้สาระ แต่จริง ๆ แล้ว ผู้วิจัยไม่ได้แค่ต้องการจะหาความลับในการบิดโอรีโอเพื่อแบ่งไส้ครีมแต่เพียงเท่านั้น เพราะความเข้าใจที่ได้จากการศึกษานี้ สามารถทำให้เข้าใจหลักการเกี่ยวกับรีโอโลจี และสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการออกแบบวัสดุหรือสสารที่มีลักษณะเป็นของไหล (Fluid) ที่เปลี่ยนรูปร่างและไหลได้ด้วยความหนาแน่น ความดัน ความหนืด และความตึงผิว ที่ซับซ้อนได้ในอนาคต
ที่มีผลต่อการทดสอบบิดด้วยเครื่องโอรีโอมิเตอร์ พบว่าตำแหน่งการวางที่ต่างกัน
ส่งผลให้การบิดของตัวคุกกีและไส้ครีมที่ได้มีความแตกต่างกันออกไป
คริสตัล โอเวนส์ หัวหน้าทีมวิจัย ได้กล่าวเพิ่มเติมเกี่ยวกับงานวิจัยนี้ว่า “แม้มีคำถามมากมายที่เรายังไม่สามารถตอบได้ในการศึกษาครั้งแรกนี้ แต่เรายินดีที่จะต้อนรับคนอื่น ๆ ให้มีส่วนร่วมในการตั้งคำถาม และทดลองหาคำตอบเหล่านั้นด้วยตัวของพวกเขาเอง
“ด้วยชื่อโอรีโอโลจี ฉันหวังว่า การศึกษานี้จะเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบ และทำให้ผู้คนคุ้นเคยกับการวิจัยด้านรีโอโลจี นอกจากจะเป็นข้อมูลในการใช้ปรับปรุงการบิด และกินโอรีโอของพวกเขา นอกจากนั้น ฉันหวังว่าผู้คนจะได้รับแรงบันดาลใจในการค้นคว้าปริศนาต่าง ๆ รอบตัวด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์”
และด้วยจุดประสงค์นี้เอง เธอจึงได้อัปโหลดไฟล์อุปกรณ์โอรีโอมิเตอร์ สำหรับใช้พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ และเปิดให้ผู้ที่สนใจสามารถคลิกเพื่อดาวน์โหลดไฟล์ชิ้นส่วนของอุปกรณ์แบบเดียวกับที่ทีมวิจัยใช้ทดลองด้วยตัวเองได้แบบฟรี ๆ แถมตัวไฟล์นี้ยังเป็นแบบ Open Source ที่สามารถเอาไปดัดแปลงพัฒนาต่อยอดได้อีกด้วย
อ้างอิง | อ้างอิง | อ้างอิง | อ้างอิง | อ้างอิง
พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส