I ricercatori hanno determinato perché i capelli umani possono scalfire il filo di un rasoio, nonostante i capelli siano 50 volte più morbidi dell'acciaio. Medioimages/Photodisc/Getty Images

Probabilmente ti sei fermato sul lavandino del bagno o nella doccia e ti sei chiesto:come è possibile che i tuoi capelli possano opacizzare una lametta d'acciaio? I capelli sono notoriamente forti per il loro spessore, ma dai. È una lama di rasoio in acciaio inossidabile! Deve essere più forte di una piccola vecchia ciocca di capelli, Giusto?

Gli scienziati si sono chiesti la stessa cosa, e ora abbiamo una risposta, e quella risposta è eterogeneità.

Il vincitore per un pelo

I capelli sono davvero più morbidi dell'acciaio. Potresti averlo notato tu stesso. È circa 50 volte più morbido dell'acciaio inossidabile utilizzato nelle lamette da barba. Eppure le lamette che usiamo per la rasatura si consumano abbastanza rapidamente. Un team di scienziati del dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali del MIT voleva scoprire perché, e i loro risultati sono stati pubblicati il ​​6 agosto 2020, sulla rivista Science .

Il ricercatore Gianluca Roscioli si è rasato i peli del viso con rasoi usa e getta e li ha portati in laboratorio per essere esaminati con un microscopio elettronico a scansione. Ha scoperto che i bordi del metallo non erano arrotondati o consumati come ci si potrebbe aspettare. Piuttosto, si scheggiavano e si screpolavano.

Così ha creato un apparato di rasatura meccanizzato in laboratorio per test più controllati utilizzando i capelli di se stesso e dei suoi compagni di laboratorio. L'intera macchina si inserisce all'interno del microscopio elettronico. Maneggevole.

Taglia via la vecchia lama di rasoio

Ciò che Roscioli e i suoi coautori hanno scoperto nello studio è che le scheggiature nel bordo della lama erano più probabili quando i capelli erano in grado di piegarsi prima di essere tagliati dalla lama. Quindi il team è andato ancora oltre per creare simulazioni al computer con più varianti:capelli diversi, diversi angoli di taglio, direzione della forza applicata e i materiali utilizzati nella lama.

Hanno scoperto che i chip sono apparsi in tre condizioni:

• Quando la lama si avvicinava ai capelli in un angolo
• Quando la lama era eterogenea nella composizione
• Quando i capelli hanno incontrato la lama in un punto debole

"Le nostre simulazioni spiegano come l'eterogeneità in un materiale può aumentare lo stress su quel materiale, in modo che possa crescere una crepa, anche se lo stress è imposto da un materiale morbido come i capelli, " dice C. Cem Tasan, il professore associato di metallurgia Thomas B. King al MIT e ricercatore dello studio.

"Eterogeneo" significa che il materiale della lama non è perfettamente uniforme. Ci sono imperfezioni microscopiche che consentono la formazione di scheggiature quando viene a contatto con un capello. E dove c'è un chip, ci saranno più chip, con conseguente lama smussata.

I ricercatori stanno ora lavorando su una più omogenea, o uniforme, materiale per più nitido, lame più durature.

Ora questo è teso

Quando si parla della forza dei capelli umani, di solito parliamo della sua resistenza alla trazione. Ecco quanto puoi allungarlo prima che si rompa, ed è misurato in megapascal (MPa). I capelli umani sono intorno a 200 MPa, mentre l'acciaio strutturale è di circa 400 MPa. Le ragnatele sono molto più forti, anche se, a 1, 200 MPa. E i nanotubi di carbonio sono tra i materiali conosciuti più resistenti, a circa 62, 000 MPa.