Dlaczego włosy tępią żyletki ze stali nierdzewnej?

Możliwe, że zdarzyło ci się stanąć nad umywalką w łazience lub pod prysznicem i zastanawiać się: jak to możliwe, że twoje włosy mogą tępić stalowe żyletki? Włosy są bardzo mocne jak na swoją grubość, ale wydawałoby się, że nie aż tak. To żyletka ze stali nierdzewnej! Musi być mocniejsza niż stare pasmo włosów, prawda?

Naukowcy zastanawiali się nad tym samym, a teraz mamy odpowiedź, a tą odpowiedzią jest heterogeniczność.

Zwycięzca o włos

Włos jest rzeczywiście miększy od stali. Być może sam to zauważyłeś. Jest około 50 razy miększy niż stal nierdzewna używana w żyletkach. A mimo to żyletki, których używamy do golenia, dość szybko się tępią. Zespół naukowców z wydziału materiałoznawstwa i inżynierii MIT sprawdził, dlaczego tak się dzieje, a ich wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Science.

Badacz Gianluca Roscioli zgolił swój zarost za pomocą jednorazowych maszynek do golenia i zabrał je do laboratorium w celu zbadania za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Odkrył, że krawędzie metalu nie były zaokrąglone ani zużyte, jak można się było spodziewać. Raczej odpryskiwały i pękały.

Dlatego w laboratorium stworzył zmechanizowany aparat do golenia do bardziej kontrolowanych testów z użyciem włosów własnych i swoich kolegów. Cała maszyna mieści się w mikroskopie elektronowym.

Odpryski ze starej żyletki

To, co Roscioli i jego współautorzy odkryli w badaniu, to fakt, że odpryski na krawędzi ostrza były bardziej prawdopodobne, gdy włosy były w stanie zgiąć się przed przecięciem ostrzem. Zespół poszedł więc jeszcze dalej, aby stworzyć symulacje komputerowe z większą liczbą zmiennych: różne włosy, różne kąty cięcia, kierunek przyłożonej siły i materiały użyte w ostrzu.

Odkryli, że odpryski pojawiały się pod trzema warunkami:

# Kiedy ostrze zbliżało się do włosów pod kątem

# Kiedy ostrze było niejednorodne w składzie

# Kiedy włosy napotkały ostrze w newralgicznym punkcie

“Nasze symulacje wyjaśniają, w jaki sposób heterogeniczność materiału może zwiększać naprężenia w nim zawarte. Pęknięcie materiału może rosnąć, nawet jeśli naprężenie jest narzucane przez miękki materiał, taki jak włosy” – mówi C. Cem Tasan, profesor metalurgii na MIT i pracownik naukowy.

“Heterogeniczny” oznacza, że ​​materiał ostrza nie jest idealnie jednorodny. Istnieją mikroskopijne niedoskonałości, które pozwalają na powstawanie odprysków w kontakcie z włosami. Z każdym kolejnym ubytkiem ich powstawanie będzie przyspieszać, czego skutkiem będzie tępe ostrze.

Naukowcy pracują teraz nad bardziej jednorodnym lub jednolitym materiałem na ostrzejsze i trwalsze ostrza.

 

Źródła: Kristen Hall-Geisler / howstuffworks

Scientists learn why hair is almost as strong as steel. One immediate application is a hairy body armor

Why shaving dulls even the sharpest of razors

Zdjęcia: Pixabay

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x