당신은 아마도 욕실 싱크대 나 샤워 실에 서서 궁금해했을 것입니다. 어떻게 당신의 머리카락 이 강철 면도날을 칙칙하게 만들 수 있습니까? 머리카락은 굵기 때문에 강하다고 악명 높지만 어서. 스테인리스 스틸 면도날입니다! 그것은 약간 오래된 머리카락보다 더 강해야합니다. 그렇죠?
과학자들은 똑같은 것을 궁금해했고 이제 우리는 답을 얻었고 그 답은 이질성입니다.
머리카락에 의한 우승자
머리카락은 실제로 강철 보다 부드럽습니다 . 당신은 이것을 직접 알아 차렸을 것입니다. 면도날에 사용되는 스테인리스 스틸보다 약 50 배 더 부드럽 습니다. 그리고 아직 면도날 우리가 면도에 사용은 상당히 빨리 지루한 얻을. MIT의 재료 과학 및 공학과의 과학자 팀은 그 이유를 알고 싶어했으며 그 결과는 2020 년 8 월 6 일 Science 저널에 게재되었습니다 .
연구원 Gianluca Roscioli는 일회용 면도기로 자신의 얼굴 털을 면도하고 실험실로 가져가 주사 전자 현미경 으로 검사했습니다 . 그는 금속의 가장자리가 예상대로 둥글거나 마모되지 않았 음을 발견했습니다. 오히려 그들은 부서지고 부서졌습니다.
그래서 그는 실험실에서 자신과 실험실 동료의 머리카락을 사용하여보다 통제 된 테스트를 위해 기계화 된 면도 장치를 만들었습니다. 전체 기계가 전자 현미경 안에 들어갑니다. 능숙한.
오래된 면도날 잘라 내기
연구에서 Roscioli와 그의 공동 저자가 발견 한 것은 칼날에 의해 절단되기 전에 머리카락이 구부러 질 수있을 때 칼날 가장자리의 칩이 더 많이 발생한다는 것입니다. 그래서 팀은 다른 머리카락, 다른 절단 각도, 적용되는 힘의 방향 및 블레이드에 사용되는 재료와 같이 더 많은 변형을 가진 컴퓨터 시뮬레이션을 만들기 위해 더 나아갔습니다.
그들은 칩이 세 가지 조건에서 나타나는 것을 발견했습니다.
- 칼날이 모발에 비스듬히 접근했을 때
- 블레이드의 구성이 이질적인 경우
- 머리카락이 약한 지점에서 칼날을 만났을 때
Thomas B. King의 동료 인 C. Cem Tasan은 "우리의 시뮬레이션은 재료의 이질성이 재료에 대한 응력을 증가시켜 응력이 머리카락과 같은 부드러운 재료에 의해 부과 되더라도 균열이 커질 수 있도록하는 방법을 설명합니다."라고 말합니다. MIT의 야금학 교수이자 연구 연구원입니다.
"이종"은 블레이드의 재질이 완벽하게 균일하지 않음을 의미합니다. 머리카락에 닿을 때 칩이 생기는 미세한 결함이 있습니다. 그리고 하나의 칩이있는 곳에는 더 많은 칩이있을 것입니다.
연구원들은 이제 더 날카 롭고 오래 지속되는 블레이드를 위해 더 균일하거나 균일 한 재료를 연구하고 있습니다.
이제는 시제
사람의 머리카락의 강도에 대해 이야기 할 때 일반적으로 인장 강도에 대해 이야기합니다 . 그것이 깨지기 전에 얼마나 많이 늘릴 수 있는지이며 메가 파스칼 (MPa)로 측정됩니다 . 사람의 머리카락은 200MPa 정도이고 구조용 강철은 400MPa 정도입니다. 거미줄은 1,200 MPa로 훨씬 더 강력합니다. 그리고 탄소 나노 튜브는 약 62,000 MPa로 가장 강력한 물질 중 하나입니다.
