Леза для бритви зазвичай виготовляються з нержавіюча сталь, матеріал приблизно в 50 разів твердіший за людське волосся. Однак, незважаючи на різницю в довговічності між одними та іншими, гоління змушує леза швидко пошкоджуватися. Зараз інженери MIT вивчили цю таємницю і пояснили в журналі Science, що походить від цієї деградації.
C. Cem Tasan, Gianluca Roscioli і Taheri Mousavi, інженери-металурги з MIT, пояснюють, що їх метою було "зрозуміти проблему, про яку знають більш-менш усі: чому леза стають марними, коли вони взаємодіють з набагато більшою кількістю матеріалу".
Для посилення мікротріщин досить простого волосся
Дослідники виявили, що гоління деформує лезо складніше, ніж простий фрикційний знос. Згідно з дослідженням, просте волосся може зробити край леза з нержавіючої сталі чіп за певних умов. І як тільки відбувається ця початкова тріщина, лезо стає більш вразливим для подальших проходів.
Мікроскопічна будова листа має вирішальне значення для розуміння того, що відбувається. Дефект викликаний оскільки мікроструктура сталі неоднорідна. Викликано появу тріщин за кутом наближення під час гоління та через дефекти структури леза.
Для проведення дослідження команда спочатку розглядала гоління одноразовими лезами під скануючим електронним мікроскопом (SEM). Перші спостереження виявили невеликий знос, але утворення печі спостерігалося в певних регіонах на краю. Дослідники зосередилися на визначенні, в яких умовах утворилися ці осколки.
Команда MIT створила невеликий мікромеханічний пристрій для проведення експериментів з контрольованим голінням. Він мав рухому сцену, два затискачі для утримання леза та волосся, а також кілька бритв використовували під різними кутами. За допомогою цього пристрою його знову проаналізували під мікроскопом і зробили зображення з високою роздільною здатністю.
Незалежно від товщини волосся, було оцінено, що на лезі утворюються осколки, крім випадків, коли волосся стригли перпендикулярно лезу. Осколки зазвичай з’являлися, коли край леза потрапляв у бік волосся.
Після того, як було помічено поріз, дослідники провели імітацію, де передбачили три умови: коли лезо має певний кут, коли сталь має неоднорідний склад і коли волосся знаходиться в слабкому місці. З цих моделювань вони визначили, що Якщо в структурі матеріалу є мікротріщини, може бути достатньо простого м’якого матеріалу, такого як волосся. Ефект, відомий як "посилення стресу".
В результаті цього дослідження команда MIT сподівається допомогти створити леза з більш однорідною нержавіючою сталлю, яка перешкоджає створенню цих стружок і покращує їх довговічність.