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麻省理工学院的研究揭示了头发用钝剃须刀刀片的秘密

2020-09-04 17:19:14  来源:

日常生活中的一个谜团是,为什么剃须刀刀片在使用时间不长时会变得钝?一般来说,人的头发比钢的柔软50倍,而且直观地说,不锈钢刀片应该能持续一个多星期。因为它们被用来剪掉柔软的头发,剃刀、手术刀和刀通常是由不锈钢、磨光的锋利边缘和更坚硬的涂层材料(比如碳)组成的。不过,没有磨刀就没有刀子,而且没有剃须刀能陪伴一个人一生。

然而,剃须刀刀片不耐用,其他钢刀片,甚至手术刀,变得钝,即使是专门用于软材料。

根据麻省理工学院的说法,这不仅仅是一种简单的金属磨损。如果剃须刀刀片在错误的条件下击中头发,它就会变得有压力、开裂,然后被一种叫做应力强化的机制撕碎。这种剥落会导致更多的裂纹,导致层叠循环中更多的碎片,最终导致钝剃须刀。

为了更多地了解刀片碰到头发会发生什么,麻省理工学院的研究生吉安卢卡罗西奥利用一次性剃须刀刮胡子,然后在扫描电子显微镜下检查刀片。吉安卢卡罗西奥利发现刀片的边缘很少磨损或圆形。相反,刀片边缘的某些区域形成了缺口。

那么,在什么情况下会出现这种差距,造成这种差距的原因是什么?

为了深入探讨这个问题,罗西奥利建立了一种微机械装置,可以在不同的深度和角度切割,并安装在电子显微镜上。

实验发现,无论头发有多厚,头发损伤的机理都是一样的。当头发垂直于刀片时,没有切口。当头发自由弯曲时,切口更有可能出现。最常见的缺口是刀片的边缘和头发的两侧。此外,根据收集到的数据进行的计算机模拟表明,不仅角度非常重要,而且刀片中的钢的一致性也非常重要。如果金属沿边缘发生变化,它将很容易碎裂。

这是一种应力强化机制,如果材料的结构中存在微裂纹,对材料的应力效应就会增强。一旦形成微裂纹,材料的不均匀结构使这些裂纹很容易扩展成缺口。

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