กรุงเทพฯ--7 พ.ย.--สวทช.
ศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย สวทช.
สำหรับประเพณีลอยกระทงที่กำลังจะมาถึงในวันพุธที่ 12 พฤศจิกายน นี้ นอกจากกิจกรรมดีๆที่ประชาชนจะได้มีโอกาสลอยกระทงเพื่อบูชาและขอขมาพระแม่คงคาแล้ว อีกสิ่งหนึ่งที่ดูเหมือนจะขาดไม่ได้สำหรับประเพณีนี้ก็คือ “ดอกไม้ไฟ”
กำเนิดดอกไม้ไฟ
ดอกไม้ไฟ (Firework) นับเป็นศาสตร์เก่าแก่ที่ถูกค้นพบโดยชาวจีนอย่างบังเอิญเมื่อประมาณ 2,000 ปีก่อน เล่าขานกันว่าขณะที่นักเล่นแร่แปรธาตุชาวจีนกำลังค้นหาสูตรยาอายุวัฒนะเพื่อนำไปถวายแก่จักรพรรดิ จากคุณสมบัติของกำมะถันที่ใช้รักษาโรคผิวหนัง และดินประสิวซึ่งใช้รักษาโรคปอดได้ จึงมีการคิดว่าหากนำสารทั้ง 2 ตัว มาผสมกันจะได้โอสถขนานใหม่ แต่เมื่อผสมกันแล้วกลับเกิดเป็นแผ่นแป้งสีดำ และลุกเป็นไฟขึ้นเมื่อเกิดการเผาไหม้ จึงมีการตั้งชื่อสารที่เกิดขึ้นใหม่ว่า “อัคคีโอสถ” หรือที่รู้จักกันในชื่อของ “ดินดำ” หรือ “ดินปืน” นั่นเอง
ภายหลังจากที่ชาวจีนค้นพบ ดินดำได้ 300-400 ปี ได้มีคนทดลองนำดินดำใส่เข้าไปในกระบอกไม้ไผ่และโยนเข้าไปในกองไฟ ซึ่งก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ได้ทำให้กระบอกไม้ไผ่เกิดการระเบิดแตกออกเป็นเสี่ยงๆ พร้อมกับเกิดเสียงดังมาก และนี่ก็คือจุดเริ่มต้นของ ประทัด ดอกไม้ไฟชนิดแรกที่ถูกคิดค้นขึ้น โดยในสมัยนั้นชาวจีนทำประทัดขึ้นเพื่อจุดไล่ภูตผีปีศาจมากกว่านำมาใช้ในงานรื่นเริง อย่างไรก็ดีด้วยพลังการระเบิดของประทัดที่ทำขึ้นทำให้ชาวจีนเริ่มตระหนักถึงอำนาจการทำลายล้าง จึงเริ่มมีการนำดินดำมาประยุกต์ใช้ทำระเบิดในการสงครามมากขึ้น และหลังจากนั้นไม่นานรูปแบบการทำประทัดจีนก็เปลี่ยนแปลงไป
แม้การค้นพบ “ดินดำ” จะนำไปสู่การทำลายล้าง แต่ต่อมาในช่วงศตวรรษที่ 14-15 ประมาณปี ค.ศ. 1500 ชาวอิตาลีได้เริ่มนำดินปืนมาพัฒนาเป็นศิลปะที่สวยงามด้วยการประดิษฐ์ดอกไม้ไฟขึ้น ดอกไม้ไฟรูปแบบใหม่ ๆ ถือกำเนิดขึ้นครั้งแรกในยุคนี้ มีการดัดแปลงโดยเพิ่มโลหะกับถ่านเข้าไปในส่วนผสมที่ใช้ทำจรวด ซึ่งเมื่อปล่อยขึ้นฟ้าก็จะเปล่งประกายแสงสีเงินสีทองระยิบระยับ จากนั้นในศตวรรษที่ 15-17 ก็เริ่มมีการพัฒนาเทคนิคการทำดอกไม้ไฟมากขึ้นเรื่อยๆ จนดอกไม้ไฟมังกร กลายเป็นดอกไม้ไฟที่เลื่องชื่อที่สุด โดยโครงมังกรทำจากไม้และปิดทับด้วยกระดาษอัด ข้างในบรรจุประทัดและพลุจรวด มังกรบางตัวสามารถพ่นไฟได้ด้วย ไม่นานนักความรู้เรื่องดอกไม้ไฟก็เริ่มแพร่ขยายเข้าสู่หลายประเทศในทวีปสหรัฐอเมริกา และประเทศในแถบอื่นๆจนทุกวันนี้ดอกไม้ไฟได้กลายเป็นสัญลักษณ์แห่งงานมงคลในเทศกาลการเฉลิมฉลองต่างๆ ทั่วโลก
เผาเทียน เล่นไฟ ด้วยดอกไม้ไฟไทย
สำหรับดอกไม้ไฟของประเทศไทย จากหลักฐานที่ปรากฏในหลักศิลาจารึกสมัยพ่อขุนรามคำแหงหลักที่ 1 ว่า "เมืองสุโขทัยนี้มีสี่ปากประตูหลวง เที้ยรย่อมคนเสียดกันเข้ามาดูท่านเผาเทียน ท่านเล่นไฟ เมืองสุโขทัยนี้มีดังจักแตก" แสดงให้เห็นว่าชาวไทยมีการเล่นดอกไม้ไฟกันมานานถึง 700 ปีแล้ว ซึ่งสุโขทัย นับได้ว่าเป็นต้นกำเนิดประเพณีลอยกระทง เผาเทียน เล่นไฟ โดยดอกไม้ไฟไทยสมัยก่อน อาทิ ดอกไม้พุ่ม ดอกไม้กระถาง กังหัน ปลาช่อน ตู้นกกระจอก เป็นต้น โดยดอกไม้ไฟในสมัยก่อนมักมีสีแบบธรรมชาติที่เกิดจากดินดำ ดินสำลี ที่ให้แสงสีขาว สีเหลือ เป็นต้น
วิทยาศาสตร์ กับสีสันดอกไม้ไฟ
ในสมัยก่อนการประดิษฐ์ดอกไม้ไฟยังไม่มีสีสันมากนัก แต่ด้วยวิทยาการที่ก้าวหน้ามากขึ้นทำให้ทุกวันนี้ช่างทำดอกไม้ไฟสามารถประดิษฐ์ดอกไม้ไฟที่มีสีสันงดงามตระการตามากขึ้น ซึ่งการสร้างดอกไม้ไฟให้มีสีต่างๆ ต้องอาศัยหลักทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิชาเคมี เนื่องจากช่างประดิษฐ์ดอกไม้ไฟต้องรู้จักคุณสมบัติของสารแต่ละชนิดที่นำมาผสมกันอย่างดีว่าผสมได้หรือไม่ อีกทั้งสารบางชนิดมีคุณสมบัติไวไฟอาจทำให้ระเบิดได้ง่ายด้วย โดยหลักการทำดอกไม้ไฟให้มีสีสันก็คือการสร้าง “เม็ดสี” เข้าไปในลูกดอกไม้ไฟซึ่งมีส่วนประกอบของดินดำเป็นหลักอยู่แล้วนั่นเอง
เม็ดสี ในดอกไม้ไฟเกิดจากการนำสารเคมีที่ทำให้เกิดสี ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเกลือของโลหะชนิดต่างๆ มาเป็นส่วนผสม โดยเมื่อเกลือของโลหะได้รับแรงระเบิดจนกลายเป็นไอ อิเล็กตรอนจะอยู่ในสภาวะตื่นตัวและเมื่ออิเล็กตรอนกลับมาอยู่ในสภาวะปกติ จะมีการปลดปล่อยโฟตอนที่มีความยาวคลื่นต่างๆกันซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ใส่เข้าไปจึงทำให้เห็นเป็นสีสันต่างกัน สำหรับสารประกอบที่นิยมนำมาใช้ทำให้เกิดสีกันมาก อาทิ สทรอนเชียมคาร์บอเนต (สูตรเคมี SrCo3) ให้สีแดง, แบเรียมคลอเรต (สูตรเคมี BaClO3) ให้สีเขียว ,คอปเปอร์ซัลเฟต(สูตรเคมี CuSo4) ให้สีฟ้า ,แคลเซียมคาร์บอเนต (สูตรเคมี CaCO3) และโซเดียมออกซาเลต(สูตรเคมี Na2C2O4)ให้สีเหลือง เป็นต้น นอกจากนี้ในเม็ดสียังต้องมีการใส่สารเชื้อเพลิง ได้แก่ กำมะถัน ผงคาร์บอน ผงโลหะ เช่น อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และใส่สารเคมีที่ให้ออกซิเจน เช่น โปแตสเซียมเปอร์คลอเรต (KClO4 ) และโปแตสเซียมไนเตรต (KNo4) สำหรับเป็นตัวออกซิไดส์ หรือเป็นตัวให้ออกซิเจนในการเผาไม้กับเชื้อเพลิงในช่วงแรกก่อนที่พลุจะระเบิดออก ขณะที่ผงโลหะไม่เพียงเป็นเชื้อเพลิงแต่ยังช่วยให้ดอกไม้ไฟเกิดสีสันที่เข้มและเจิดจ้ากว่าเดิม ด้วยเหตุนี้เทคนิคการทำดอกไม้ไฟที่สำคัญจึงอยู่ที่การเลือกใช้สารสี สารเชื้อเพลิง สารเคมีให้ออกซิเจน มาผสมกันอยู่ในอัตราส่วนที่เหมาะสม ซึ่งถือเป็นสูตรเฉพาะของช่างทำดอกไม้ไฟที่ได้ผ่านการคิดค้นและทดลองมาเป็นอย่างดี
ทั้งนี้เมื่อได้สูตรสารเคมีที่เหมาะสมแล้ว ช่างทำดอกไม้ไฟจะนำสารเคมีมาผสมอย่างระมัดระวัง และนำเข้าเครื่องปั๊มให้ออกมาเป็นเม็ด ที่เรียกว่า เม็ดสี หรือ เม็ดดาว จากนั้นนำไปคลุกดินเคลือบเม็ดสี ซึ่งเป็นดินฝุ่นที่ให้ความร้อนสูง เกิดการไหม้เร็ว และนำไปตากแดดให้แห้ง เมื่อเม็ดสีแห้ง ช่างทำดอกไม้ไฟจะนำเม็ดสีที่มีสีต่างๆมาเรียงลงในเปลือกพลุ ที่ทำจากกระดาษอัดเป็นรูปครึ่งวงกลม ซึ่งการเรียงเม็ดสีนี้เองคือจุดสำคัญที่จะทำให้ดอกไม้ไฟออกมาเป็นรูปต่างๆ เช่น ดาว ดอกไม้ เป็นต้น หลังจากเรียงเม็ดสีเสร็จ ก็จะใส่ดินขยายการระเบิดบริเวณตรงกลางให้เต็ม แล้วนำเปลือกพลุ 2 ซีกที่เป็นครึ่งวงกลมมาประกบกัน โดยเปลือกพลุซีกหนึ่งจะเจาะรูใส่ชนวนถ่วงเอาไว้ ปิดรอยต่อให้แน่นด้วยเทปกาว แล้วทำการติดหูพลุไว้ด้านตรงข้ามกับชนวนถ่วง เพื่อให้ง่ายต่อการใส่ลงกระบอกยิงพลุ เพียงเท่านี้ก็จะได้ดอกไม้ไฟ 1 ลูก นับได้ว่าเป็นองค์ความรู้สำคัญที่ได้ผ่านการคิดค้น ลองผิดลองถูกมาอย่างยาวนาน จนทำให้ดอกไม้ไฟในยุคปัจจุบันมีความตระการตาและงดงามมากกว่าในอดีต
อย่างไรก็ดีสำหรับการเล่นในดอกไม้ไฟประเพณีลอยกระทงครั้งนี้ ก็ควรเล่นอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ ไม่ควรเล่นดอกไม้ไฟที่อันตราย มีความรุนแรง และควรเล่นในสถานที่มีการจัดไว้ ไม่ควรเล่นในแหล่งชุมชน ในเรือ เพื่อความปลอดภัยของตัวท่านเองและคนรอบข้างด้วย
สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่
ศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย ส่วนงานกลาง สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
โทรศัพท์ 0-2564-7000 ต่อ 1461-1462 โทรสาร 0-2564-7000 ต่อ 1482 e-mail : thaismc@nstda.or.th