Почему лезвия тупятся от волос? Такой вопрос поставили перед собой…нет, не барберы (хотя, и они тоже), а ученые Массачусетского технологического института в Кембридже. Им казалось нелогичным, что человеческие волосы, которые в 50 раз мягче стали, могут по-настоящему повреждать металл. Как это возможно?
Над этим вопросом билась целая группа американских ученых во главе с Сэмом Тасаном. Вначале они использовали электронный микроскоп. С помощью прибора ученый Джанлука Роскиоли из группы Тасана делал фото края одноразовой бритвы после каждого бритья.
Измерение силы, необходимой для среза одиночного волоска
Но вместо ответа на актуальный вопрос исследователи получили новую загадку. Под микроскопом они увидели не просто царапины от волос, а сколы. Причем, располагались эти дефекты неравномерно. Как будто вокруг одного скола тут же группировались другие. Некоторые же части лезвия оставались идеально ровными.
Микроскопа стало недостаточно. Для более сложных исследований Роскиоли создал специальный микромеханический аппарат, который имитировал процесс бритья. Внутрь прибора ученый поместил микроскоп. Это было нужно для получения фото с высоким разрешением.
Прибор срезал волос под разными углами, фиксируя процесс на фото и видео. Роскиоли использовал свои собственные волосы, а также волосы коллег по лаборатории. Он хотел сделать исследование максимально полным.
Эксперимент по стрижке волос в сканирующем электронном микроскопе
Оказалось, что толщина волос никак не влияет на характер повреждения лезвий. Дефекты появляются по другим причинам.
«Чтобы увидеть, в каких условиях образовывались эти сколы, команда провела компьютерное исследование. Моделируя бритье волос, они меняли определенные условия: угол стрижки, направление силы, прилагаемой при стрижке, и, что наиболее важно, состав стали лезвия», – поясняет Тасан.
В итоге ученые нашли три условия, при которых пазл сошелся.
1. Угол среза
При анализе изображений Роскиоли обнаружил, что сколов не возникало, когда волосы стригли перпендикулярно лезвию. При изменении угла наклона вероятность появления сколов была выше.
2. Состав стали
По данным исследований, сколы и трещины появлялись на стали, которая была неоднородна по составу.
3. «Слабое» место лезвия
Дефекты образовывались именно в тех местах, которые проседали по прочности. И происходило это тогда, когда край пряди волос встречался с лезвием в «слабом» месте его неоднородной структуры.
Зачем это исследование было нужно ученым? Их целью было создать такой состав металла, который был бы стойким к подобным повреждениям.
«Мы стремились уменьшить неоднородность состава, сохранив при этом высокую твердость лезвия, – отмечает Роскиоли. – Мы поняли, как делать лезвия лучше, и теперь хотим реализовать открытие на практике».
Исследователи подали патент на процесс преобразования стали в более однородную форму. Ждем создания более долговечных и устойчивых к сколам лезвий!
А вы знали, что угол наклона лезвия во время бритья влияет на срок его службы?
