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【睇片】剃鬚刀愈剃愈鈍 皆因毛髮可致鋼刀片微破裂

2020/8/11 — 10:55

圖片來源:Unsplash @vikaaleksandrova

圖片來源:Unsplash @vikaaleksandrova

鋒利的剃鬚刀下,柔軟的毛髮或鬍鬚都會輕易被刮走,看似不會對刀鋒造成任何損傷,但為何剃鬚刀在使用一段時間後變鈍?

最新刊於《科學》的研究就發現,即使單條毛髮的柔韌性比鋼高 50 倍,在特定情況下都會導致刀片在微觀上碎裂,而一旦出現微裂痕,鋼刀片會更易進一步破碎,尤其是鋼的微觀結構並不均勻時。

麻省理工學院冶金學副教授 Cemal Tasan 在聲明中指:「我們的主要目標是要了解一個或多或少每個人都知道的問題:為何刀片在與更柔軟的材料互動時變得越來越無用。」發現發現可令刀片使用壽命更長,亦了解到使用不同切割方式,也對刀片的耐用性有明顯差別。

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團隊在電子顯微鏡 (SEM) 下進行了一系列測試,包括正常的面部剃鬚,以及在實驗室控制下,以不同角度與刀片切刮深度進行分析。

雖然剃刀的邊緣整體無磨損,但高解像圖像顯示剃刀某些部分已有破裂,而不論被剃毛髮的厚度,都會出現這種情況。

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Credit: Roscioli, G. & et al. (2020).

Credit: Roscioli, G. & et al. (2020).

經仔細分析 SEM 圖像,團隊發現當毛髮完全垂直於刀片時,就不會引致刀片破碎,而毛髮的彎曲則使破碎可能性增大,破損位置通常是刀片邊緣碰到毛髮束的兩側。

團隊以電腦模擬確定了三個刀片可能的弱點,一是當刀片以一定角度與髮束相遇時;二是當刀片的鋼成分不均勻時,以及三當髮束擊中刀片結構弱點時,而這個弱點正是鋼成份不均勻造成。

物料科學中的「應力增強 (stress intensification) 」正正解釋了這種情況,應力增強是指材料因有微細裂紋的存在,而使損壞加劇;毛髮則使刀片出現微裂紋,最終令刀片變鈍。團隊指,發現可有助製造更好的鋼,抵抗這些微裂紋出現,減低鋼刀片破碎,延長其使用壽命。

來源:
Science Alert, Here's How Your Soft Hair Continues to Ruin Even The Sharpest Steel Razors, 8 August 2020

報告:
Roscioli, G., Taheri-Mousavi, S.M. & Tasan, C.C. (2020). How hair deforms steel. Science 07 Aug 2020: Vol. 369, Issue 6504, pp. 689-694. DOI: 10.1126/science.aba9490

文/Alan Chiu

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