ทิศทางการพัฒนาจักรยานในปัจจุบันของเรานั้นก้าวล้ำไปทางด้านเทคโนโลยีมากขึ้นเรื่อยๆ และอาจกล่าวได้ว่าเป็นต้นแบบของจักรยานแห่งอนาคต ตัวอย่างเช่น หลักอานในปัจจุบันสามารถใช้บลูทูธในการควบคุมการยกแบบไร้สายได้ ชิ้นส่วนที่ไม่ใช้อิเล็กทรอนิกส์หลายชิ้นก็ได้รับการออกแบบอย่างประณีตและดูสวยงามมากขึ้น ในด้านชิ้นส่วนที่ไม่ใช้อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีและฝีมือการผลิตของเราได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น พื้นรองเท้าของรองเท้าล็อกล้อจักรยานเคยทำจากยางเป็นวัสดุหลัก แต่ปัจจุบันพื้นรองเท้าส่วนใหญ่ใช้คาร์บอนไฟเบอร์หรือใยแก้วเป็นวัสดุหลัก ผลิตจากวัสดุคุณภาพสูง ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงของพื้นรองเท้าได้อย่างมาก ทำให้มีการส่งกำลังที่ดีเยี่ยมและเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลังอย่างมาก แต่มีชิ้นส่วนหนึ่งที่แม้จะมีวิศวกรหลายคนพยายามแล้ว ก็ยังคงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสถานะได้ นั่นคือ หัวน็อตซี่ล้อ

   แน่นอนว่าบางยี่ห้อของล้อจะมีหัวน็อตแบบพิเศษที่ทำขึ้นมาเฉพาะเพื่อให้เข้ากับล้อของยี่ห้อนั้นๆ ได้ดีกว่า ส่วนใหญ่แล้วหัวน็อตจะมีกาวสำหรับยึดน็อตติดอยู่บนเกลียวซี่ล้อจากโรงงาน ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้ซี่ล้อหลวมเนื่องจากการสั่นสะเทือนขณะใช้งานจักรยานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่จริงๆ แล้ววัสดุที่ใช้ทำหัวน็อตเหล่านี้คืออะลูมิเนียมหรือทองเหลือง

เป็นเวลากว่าห้าสิบปีแล้วที่ทองเหลืองเป็นวัสดุหลักที่ใช้ทำหัวน็อตซี่ล้อจักรยาน ที่จริงแล้ว ทองเหลืองเป็นวัสดุที่พบเห็นได้ทั่วไป ตัวอย่างเช่น วัสดุส่วนใหญ่ของเครื่องมือต่างๆ เช่น มือจับประตูและเครื่องวัดมุมดาวสำหรับเรือเดินทะเล ล้วนทำจากทองเหลือง

แล้วทำไมหัวน็อตซี่ล้อถึงไม่ทำจากสแตนเลสเหมือนซี่ล้อล่ะ? และแทบไม่มีชิ้นส่วนใดในจักรยานของเราที่ทำจากทองเหลืองเลย ทองเหลืองมีอะไรพิเศษถึงได้ทำหัวน็อตซี่ล้อได้ดี? จริงๆ แล้วทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดง ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยทองแดงและนิกเกล มีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นดี และทนต่อสภาพแวดล้อมที่เย็นและร้อนได้ดี อย่างไรก็ตาม วัสดุของหัวน็อตซี่ล้อไม่ใช่ทองเหลืองบริสุทธิ์ 100% จะมีชั้นออกไซด์สีขาวหรือดำอยู่บนพื้นผิว แน่นอนว่าหลังจากที่ชั้นเคลือบนั้นสึกหรอไปแล้ว สีที่แท้จริงของทองเหลืองก็จะปรากฏออกมา

โดยธรรมชาติแล้ว ทองเหลืองเป็นวัสดุที่อ่อนกว่าสแตนเลส ดังนั้นจึงยืดตัวได้มากกว่าเมื่อรับน้ำหนัก เมื่อซี่ล้อทำงาน มันจะอยู่ในสภาวะตึงเครียดที่แตกต่างกันอยู่เสมอ ไม่ว่าคุณจะขี่จักรยานหรือประกอบล้อ น็อตและสลักเกลียวจะยึดเข้าด้วยกันเพราะมีการบิดเบี้ยวเล็กน้อยในเกลียวขณะที่ขันให้แน่น ความต้านทานของวัสดุต่อการบิดเบี้ยวนี้เองที่ทำให้สลักเกลียวมักจะแน่นอยู่เสมอ และเป็นเหตุผลว่าทำไมบางครั้งจึงต้องใช้แหวนล็อกแบบแยกส่วนเพื่อช่วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อซี่ล้ออยู่ภายใต้ระดับความเครียดที่คาดเดาไม่ได้ การโก่งตัวเพิ่มเติมที่เกิดจากทองเหลืองจะช่วยลดแรงเสียดทานลงได้บ้าง

นอกจากนี้ ทองเหลืองยังเป็นสารหล่อลื่นตามธรรมชาติ หากซี่ล้อและหัวซี่ล้อเป็นสแตนเลส มีโอกาสสูงที่จะเกิดปัญหาการสึกหรอ การเสียดสีหมายถึงการที่วัสดุหนึ่งถูกขูดออกไปบางส่วนและไปติดกับวัสดุอีกชนิดหนึ่ง ทำให้เกิดหลุมเล็กๆ ในวัสดุเดิมและปุ่มเล็กๆ ในวัสดุอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งคล้ายกับผลของการเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน ที่ซึ่งแรงมหาศาลรวมกับการเลื่อนหรือการหมุนระหว่างสองพื้นผิว ทำให้เกิดการยึดติดกัน

เมื่อพูดถึงการเชื่อมต่อ โลหะทองเหลืองและเหล็กเป็นวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งไม่ควรใช้ร่วมกันหากต้องการหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน แต่ไม่ใช่ว่าวัสดุทุกชนิดจะมีคุณสมบัติเหมือนกัน การนำโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันมาใช้ร่วมกันจะเพิ่มโอกาสในการเกิด “การกัดกร่อนแบบกัลวานิก” ซึ่งเป็นสิ่งที่เราหมายถึงเมื่อพูดถึงการกัดกร่อนเมื่อโลหะต่างชนิดกันถูกนำมาใช้ร่วมกัน โดยขึ้นอยู่กับ “ดัชนีแอโนด” ของวัสดุแต่ละชนิด ยิ่งดัชนีแอโนดของโลหะสองชนิดมีความคล้ายคลึงกันมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งปลอดภัยที่จะนำมาใช้ร่วมกันมากขึ้นเท่านั้น และโดยบังเอิญ ความแตกต่างของดัชนีแอโนดระหว่างทองเหลืองและเหล็กนั้นค่อนข้างน้อย ดัชนีแอโนดของวัสดุเช่นอะลูมิเนียมนั้นแตกต่างจากเหล็กมาก ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับหัวน็อตของซี่ล้อสแตนเลส แน่นอนว่านักปั่นบางคนอาจสงสัยว่า ถ้าผู้ผลิตบางรายใช้ซี่ล้อและหัวน็อตที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์ล่ะ? แน่นอนว่าไม่มีปัญหา ตัวอย่างเช่น ชุดล้อ R0 ของ Fulcrum ใช้ซี่ล้อและหัวน็อตที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีขึ้นและน้ำหนักที่เบากว่า

หลังจากพูดถึงสแตนเลสและอลูมิเนียมอัลลอยด์แล้ว แน่นอนว่าต้องพูดถึงไทเทเนียมอัลลอยด์ด้วย ที่จริงแล้ว ค่าดัชนีความเป็นกรดด่างของไทเทเนียมอัลลอยด์กับสแตนเลสไม่แตกต่างกันมากนัก และยังเหมาะที่จะนำมาใช้เป็นฝาครอบซี่ล้อจักรยานด้วย ต่างจากการเปลี่ยนหัวซี่ล้อทองเหลืองเป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ ซึ่งช่วยลดน้ำหนักได้มาก เมื่อเทียบกับหัวซี่ล้อทองเหลืองแล้ว หัวซี่ล้อไทเทเนียมอัลลอยด์แทบจะไม่ช่วยลดน้ำหนักเลย อีกเหตุผลสำคัญคือ ต้นทุนของไทเทเนียมอัลลอยด์สูงกว่าทองเหลืองมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนำไปใช้ในส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนอย่างฝาครอบซี่ล้อ ซึ่งจะทำให้ต้นทุนของชุดล้อจักรยานสูงขึ้นไปอีก แน่นอนว่าหัวซี่ล้อไทเทเนียมอัลลอยด์มีข้อดีหลายอย่าง เช่น ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าและมีความเงางามสวยงาม สามารถหาซื้อหัวซี่ล้อไทเทเนียมอัลลอยด์ได้ง่ายๆ บนแพลตฟอร์มต่างๆ เช่น Alibaba

เป็นเรื่องน่ายินดีที่ได้เห็นดีไซน์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเทคโนโลยีบนจักรยานของเรา อย่างไรก็ตาม กฎของฟิสิกส์นั้นใช้ได้กับทุกสิ่ง แม้แต่จักรยาน "แห่งอนาคต" ที่เราขี่กันอยู่ในปัจจุบัน ดังนั้น เว้นแต่จะมีการค้นพบวัสดุที่เหมาะสมกว่าในอนาคต หรือจนกว่าจะมีใครผลิตชุดล้อจักรยานคาร์บอนทั้งชุดที่มีราคาถูกกว่านี้ จักรยานคันนี้จึงทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ รวมถึงขอบล้อ ดุมล้อ ซี่ล้อ และหัวซี่ล้อ เฉพาะในกรณีนั้นเท่านั้นที่หัวซี่ล้อทองเหลืองจะพ่ายแพ้