A borotvapengék általában rozsdamentes acél, körülbelül 50-szer keményebb anyag, mint az emberi haj. Annak ellenére, hogy az egyes tartóssága eltér a tartósságtól, a borotválkozás a kések gyors károsodását okozza. Most az MIT mérnökei tanulmányozták ezt a rejtélyt, és a Science folyóiratban elmagyarázták, mi ennek a degradációnak az eredete.
C. Cem Tasan, Gianluca Roscioli és Taheri Mousavi, az MIT kohászati mérnökei kifejtik, hogy céljuk az volt, hogy "megértsenek egy problémát, amellyel többé-kevésbé mindenki tisztában van: miért használhatatlanná válnak a pengék, ha sokkal több anyaggal érintkeznek.".
Egy egyszerű haj elegendő a mikrorepedések fokozásához
A kutatók azt találták, hogy a borotválkozás összetettebben deformálja a pengét, mint az egyszerű súrlódási kopás. A tanulmány szerint egy egyszerű hajból lehet egy rozsdamentes acél penge éle chip meghatározott feltételek mellett. És amint ez a kezdeti repedés megtörténik, a penge érzékenyebb a későbbi passzokra.
A levél mikroszkópos szerkezete döntő fontosságú a történések megértéséhez. A hibát okozzák mert az acél mikrostruktúrája nem egyenletes. A repedések megjelenését okozzák megközelítési szög szerint borotválkozáskor és a penge szerkezetének hibái miatt.
A vizsgálat elvégzéséhez a csapat kezdetben pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) elemezte, hogy milyen volt a borotválás az eldobható pengékkel. Az első megfigyelések kiderült kevés kopás, de a perem bizonyos területein forgácsképződés figyelhető meg. A kutatók arra összpontosítottak, hogy meghatározzák, milyen körülmények között alakulnak ki ezek a szilánkok.
A MIT csapata épített egy kis mikromechanikus eszköz ellenőrzött borotválkozási kísérletek elvégzésére. Mozgatható szakasza volt, két bilincs tartotta a pengét és a hajat, és több borotvát használtak különböző szögben. Ezzel az eszközzel újra elemeztük mikroszkóp alatt, és nagy felbontású képeket készítettünk.
A haj vastagságától függetlenül felismerték, hogy szilánkok keletkeztek a pengén, kivéve, amikor a hajat a pengére merőlegesen vágták. A szilánkok általában akkor jelentek meg, amikor a penge éle eltalálta a haj oldalát.
Miután a vágást megfigyelték, a kutatók szimulációt hajtottak végre, ahol három állapotot jósoltak: amikor a pengének van egy bizonyos szöge, amikor az acélnak heterogén összetétele van, és amikor a haj gyenge ponton van. Ezekből a szimulációkból azt állapították meg Ha az anyag szerkezetének mikrorepedései vannak, elegendő lehet egy egyszerű puha anyag, például haj. A "stressz fokozódása" néven ismert hatás.
Ennek a kutatásnak az eredményeként a MIT csapata abban reménykedik, hogy homogénebb rozsdamentes acélból készült pengék készülhetnek, amelyek megakadályozzák ezen forgácsok létrehozását és javítják azok tartósságát.