麻省理工学院研究揭示——毛发磨钝剃须刀刃的秘密

文/陈根

日常生活中的一个谜团是，为什么剃须刀的刀片在使用不久的情况下就会变钝？一般来说，人类的头发比钢铁柔软50倍，直觉上，不锈钢刀片的使用寿命应该超过一周。因为它们是用来剪断柔软的毛发的，而剃须刀、手术刀、刀具通常由不锈钢、打磨锋利的边缘和类金刚石碳这类更坚硬的涂层材料组成。尽管如此，世上没有一把刀不配一块磨刀石，没有一把剃须刀片能陪伴一个男人一生。

然而，剃须刀刀片不耐用，其他的钢制刀片，甚至是手术刀，也会变钝，即使是专门用在较软的材料上。

根据麻省理工学院的说法，这是因为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撞击头发，它会变得有压力，开裂，然后由于一种叫做应力强化的机制而产生碎片。这种剥落会导致更多的裂缝，从而导致级联循环中出现更多的碎屑，最终导致剃须刀变钝。

为了进一步了解当刀片碰到头发时会发生什么，麻省理工学院的研究生Gianluca Roscioli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。Gianluca Roscioli发现，刀刃边缘很少有磨损或削圆。相反，沿着剃须刀边缘的某些区域形成了缺口。

那么，在什么情况下会产生这种缺口，以及缺口产生的原因是什么?

为了深入探究此问题，Roscioli建造了一个微型机械装置，在操作中，该装置可以在不同的深度和角度进行切割，并且可以安装在电子显微镜内。

实验发现，不管头发有多厚，头发损坏刀片的机制相同。当头发垂直于刀片切割时，不会产生缺口。而当头发自由弯曲时，缺口更容易出现。而这些缺口最常见的形成地是刀片的边缘和头发的侧面。此外，从收集到的数据中得到的计算机模拟表明，不仅角度很重要，而且叶片中钢材的一致性也很重要。如果金属沿边缘变化，则会产生易产生碎片。

这是一种应力强化的机制，在这种机制中，如果材料的结构有微裂纹，施加到材料上的应力效果就会增强。一旦微裂纹形成，材料的非均匀结构使这些裂纹很容易长成缺口。