MIT研究揭示剃须刀片与更柔软的毛发相互作用时会变钝的原因

导读：麻省理工学院（MIT）的研究人员称，即使刀片的硬度比头发硬约50倍，剃须刀最终也会在剃须后变钝。

据外媒New Atlas报道，麻省理工学院（MIT）的研究人员称，即使刀片的硬度比头发硬约50倍，剃须刀最终也会在剃须后变钝。C. Cem Tasan领导的一个MIT工程师团队发现了钢制剃须刀片在剔除比它们柔软很多的毛发时也会变钝的原因。他们利用电子显微镜发现，在合适的条件下，一根毛发就能使刀片边缘出现缺口。

日常谜团中比较令人沮丧的是，为什么剃须刀片会迅速变钝？直观地说，不锈钢刀片的使用寿命应该超过一周左右。因为它们是用来切割柔软的毛发的，所以应该可以持续几个月，如果它们涂有更硬的材料，应该可以持续更久。

然而，剃须刀刀片并不持久，其他钢制刀片，如刀子和手术刀，即使专门用于较软的材料，也会变钝。根据麻省理工学院的说法，这是因为有更多的事情发生，而不是简单的金属磨损，例如当刀片与更硬的东西，如磨刀石摩擦时，会发生这种情况。相反，发生的情况是，如果剃须刀刀片在错误的条件下与毛发作用，它会出现裂缝，这是由于一种称为应力增强的机制。这种崩裂导致更多的裂缝，在一个层叠的循环中，最终导致一个非常钝的剃须刀和不舒服的剃须。

“我们的主要目标是了解一个或多或少每个人都知道的问题：为什么刀片在与更软的材料相互作用时变得毫无用处，”MIT副教授Tasan说。"我们找到了失效的主要成分，这使我们能够确定一种新的加工路径，以制造可以更长久地使用的刀片。”

“我们是冶金学家，希望了解是什么支配着金属的变形，以便我们能够制造更好的金属。在这种情况下，很有意思的是，如果你用很硬的东西（比如钢）切割很软的东西，比如人的毛发，硬材料就会失效。”

为了了解更多关于刀片遇到毛发时发生的事情，麻省理工学院研究生Gianluca Roscioli用一次性剃须刀剃须，然后在扫描电子显微镜下检查刀片。当他这样做时，他发现几乎没有磨损或圆角。他确实发现了缺口，但这并不是沿着边缘一致的。

在一个更复杂的测试中，Roscioli构建了一个由一个可移动的舞台和两个夹子组成的微机械装置，以保持一个商业剃须刀刀片，并固定实验室同事捐赠的各种直径的测试毛发。在操作过程中，该装置将以不同的深度和角度进行切割，而且它可以装入电子显微镜内。

对放大后的刀片进行分析后发现，当它们垂直切割毛发时，并不会出现缺口，但当刀片与毛发相遇的角度变化时，则会出现更多的缺口。从收集到的数据中得出的计算机模拟表明，不仅仅是角度很重要，刀片中钢材的一致性也很重要。如果金属沿边缘变化，就会产生薄弱点，从而出现缺口。

为了提高刀片质量，该团队已经申请了一项临时专利，以使剃须刀钢更加均匀的工艺。

“我们的基本想法是减少这种异质性，同时保持高硬度，”Roscioli说。“我们已经学会了如何制造更好的刀片，现在我们想做到这一点。”

该研究发表在《科学》杂志上。