Команда инженеров Массачусетского технологического института (МТИ) выяснила, почему стальное лезвие бритвы затупляется при бритье волос, которые в 50 раз мягче. Об этом сообщается на сайте института.
Фото: Life in Norway
Специалисты исследовали одноразовые бритвы после использования под электронным микроскопом и обнаружили, что даже один волос оставляет сколы на краю лезвия. Но главный вопрос, почему лезвие приходит в негодность настолько быстро? По-хорошему, нержавеющая сталь должна служить месяцами.
Однако бритвы или ножи и скальпели тупятся, несмотря на использование с мягими и менее плотными материалами. В МТИ считают, что за этим процессом кроется нечто большее, чем простой износ стали. Если лезвие сталкивается с волосом в неправильных условиях, металл подвергается большей нагрузке, из-за чего образуются микротрещины и сколы. Затем по цепочке число трещин и сколов растет, приводя к неприятным ощущениям при бритье.
Во время еще одного теста инженеры использовали собранный непосредственно для эксперимента механизм подвижной платформы и двух зажимов для удержания лезвия и волосков различного диаметра. Анализ показал, что лезвие оставалось целым, когда срез волоса происходит перпендикулярно, но повреждался, когда находило на волосы под углом. Компьютерное моделирование, проведенное на основе собранных данных, показало, что важен не только угол наклона, но и состав стали в лезвии. Если металл менялся вдоль края, это создавало слабые места, где могли возникнуть сколы.
Ученые рассчитывают, что понимание этого процесса позволит продумать новый вид обработки лезвий, чтобы создать менее подверженный деформации материал. Авторы исследования уже подали заявку на временный патент на процесс, позволяющий сделать бритвенную сталь более однородной.
Это тоже интересно:
- Зачем кладут смартфоны в холодильник
- Почему лучше не оставлять чеки на кассе
- Xiaomi выпустила недорогую электробритву
Источник: hi-tech.mail.ru
Вопрос на засыпку: почему тупится лезвие бритвы?
В наших жизнях ежедневно происходит масса нелогичных и весьма странных ситуаций. Взять, к примеру, бритье и стрижку волос. Шевелюра на нашей голове и щетина на лице гораздо мягче стальных лезвий, которыми мы их режем и бреем. Но спустя нескольких подходов лезвия быстро затупляются и ими становится невозможно пользоваться.
Ученые уже давно в курсе этой проблемы и наверняка сами часто сталкивались с ней в жизни. Исходя из этого, они решили выяснить, из-за чего именно происходит быстрое изнашивание лезвий и можно ли каким-то образом увеличить их срок годности. В рамках исследования они использовали робота, который сбривал волосы под разными углами.
Весь этот процесс снимался на камеру электронного микроскопа и сам по себе оказался весьма интересным зрелищем. Этого довольно просто звучащего эксперимента вполне хватило для выявления причин изнашивания лезвий от воздействия мягких волос. Возможно, в скором времени бритвы и ножницы станут более долговечными.
Изнашивание лезвий
О проведенной научной работе было рассказано в научном издании ScienceAlert. По словам профессора Цема Тасана (Cem Tasan) из американского штата Массачусетс, его и коллег очень интересует то, как и из-за чего изнашиваются металлы. История со взаимодействием стальных лезвий с мягкими волосами человека полна загадок.
Ведь, казалось бы, металл должен деформироваться только при трении с твердыми материалами. А человеческие волосы состоят из мягкого белка кератина и, по сути, не должны влиять на структуру лезвий так сильно. Пожалуй, всем мужчинам и женщинам без исключения знакома ситуация, когда совершенно новая бритва переставала справляться со своей задачей через пару дней использования. А ведь бритвы стоят не дешево.
Испытание лезвий
В первой части научной работы ученые использовали электронный микроскоп, чтобы выявить различия между новыми и использованными лезвиями. Выяснилось, что после взаимодействия лезвий с человеческими волосами, на их режущих гранях образуются зазубрины и трещины. С каждым последующим использованием бритвы и их количество и глубина увеличиваются.
Исходя из этого стало понятно, что лезвия становятся тупыми из-за возникающих неровностей. Но из-за чего именно они возникают, ученым до сих пор не было ясно. Поэтому, они приступили ко второй части исследования.
Для выявления причины возникновения зазубрин и трещин на лезвиях, ученым понадобился робот. Он сбривал волосы при помощи бритвы под разными углами и весь этот процесс снимался на видео при помощи электронного микроскопа. Опыт показал, что когда робот брил волосы не под прямым углом, лезвия получали значительные повреждения. А все потому, что человеческие волосы покрыты множество чешуек и при не перпендикулярном бритье лезвия попадали между ними. При этом нагрузка на режущий край лезвия увеличивалась и на ней возникали трещины.
По мнению исследователей, главный минус современных лезвий состоит в том, что они неоднородны. Если бы они изготовлялись, скажем, из цельного куска стали и были идеально гладкими, они бы служили гораздо больше времени. Группа исследователей надеется, что их открытие поможет производителям бритв увеличить срок годности своей продукции. Но надо ли это компаниям?
Ведь чем быстрее ломается техника, тем больше есть шанс, что люди придут за новой покупкой. На эту тему существует огромная теория заговора, в которую иногда охотно верится. Вы уже наверняка читали новости о том, что с выходом новой модели какого-либо смартфона, старые начинали работать медленнее. Считается, что такие компании, как Apple, специально занижает мощность устройств на аппаратном уровне, чтобы люди быстрее побежали в магазины за новинкой.
Необычные материалы
Вообще, ученым еще предстоит проделать огромное количество работы. Ведь в мире есть много материалов с удивительными свойствами, которым нет научного объяснения. Например, легкий шелк из паутины намного прочнее стали и из него вполне можно сделать комфортные для ношения бронежилеты. А клей, который вырабатывается в организмах некоторых моллюсков, пригоден для использования под водой, чем не могут похвастаться обыкновенные клеящие вещества. Чем именно обусловлены эти удивительные свойства, пока никому не понятно, но научные работы уже ведутся.
Источник: sci-hit.com
Почему бритва тупится о щетину, если а сталь твердая, а волосы мягкие?
Команда инженеров Массачусетского технологического института выяснила, почему стальные лезвия бритв теряют остроту даже при стрижке волос, которые в 50 раз мягче их. С помощью электронного микроскопа они обнаружили, что при правильных условиях даже один-единственный волос может сломать лезвие.
Василий Макаров
Интуитивно все мы понимаем, что стальное лезвие, которому приходится лишь соскребать щетину с мужской щеки, должно служить намного дольше, чем 5-7 дней. Поскольку они специально созданы для работы с мягкими волосками, то можно предположить, что острота кромки будет сохраняться как минимум несколько месяцев – или еще дольше, если лезвие покрыто более твердыми материалами.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Однако не только одноразовые лезвия, но даже хирургические скальпели и опасные бритвы тупятся крайне быстро. Согласно новому исследованию, проведенному командой MIT, это связано с чем-то большим, нежели обычный износ металла. Происходит следующее: если лезвие бритвы касается волоска в «неправильных» условиях, то подвергается избыточному напряжению.
В результате лезвие трескается, а затем и скалывается из-за механизма, известного как усиление напряжение. Скалывание, в свою очередь, приводит к еще большему количеству трещин, те провоцируют сколы. В конечном итоге вы остаетесь с испорченной бритвой. Чтобы узнать больше о том, что происходит, когда лезвие встречается с волосами, аспирант Массачусетского технологического института Джанлука Росциоли побрился одноразовой бритвой, а затем исследовал лезвия под растровым электронным микроскопом. Он обнаружил очень небольшой износ, едва заметное скругление, а также сколы, но далеко не по всей длине лезвия.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
В более сложном тесте Росциоли сконструировал микромеханический аппарат, состоящий из подвижного предметного столика и двух зажимов, чтобы удерживать в них лезвие коммерческой бритвы и закреплять тестовые волоски различного диаметра, подаренные коллегами из лаборатории. В процессе работы устройство могло резать на разной глубине и под разными углами, помещаясь при этом внутри электронного микроскопа.
Анализ увеличенных лезвий показал, что они не скалывались, когда стригли волосы перпендикулярно, но делали это чаще, когда лезвие касалось волос под углом. Компьютерное моделирование, основанное на собранных данных, показало, что важен не только угол, но и прочность стали в лезвии. Если металл на кромке был неоднородным, это приводило к образованию слабых мест, где могли появиться сколы. В надежде улучшить качество лезвия, команда подала заявку на предварительный патент процесса, позволяющего сделать сталь для бритвы более однородной. «Основная идея заключается в том, чтобы снизить неоднородность, сохранив при этом высокую твердость», пишут ученые в заявлении для прессы.
Источник: www.techinsider.ru
Исследователи из MIT разобрались, почему тупятся лезвия бритвы
Команда инженеров Массачусетского технологического института (MIT) во главе с К. Джем Тасаном выяснила, почему тупятся стальные лезвия бритвы во время бритья, несмотря на то, что они в 50 раз жестче волос. С помощью электронного микроскопа они обнаружили, что при определенных условиях даже один волосок способен отколоть краешек лезвия.
По мнению исследователей, речь идет не о простом изнашивании металла, как в случае трения, к примеру, о точильный камень. Процесс этот выглядит гораздо сложнее. Металл бритвы при частом «неправильном» соприкосновении с волосками испытывает напряжение, которое приводит к образованию трещин и сколов – то есть, фактически к износу режущей кромки (затуплению).
Чтобы больше узнать о происходящих во время бритья процессах, аспирант MIT Жанлука Роскиоли побрился одноразовым лезвием, а затем исследовал его поверхность под электронным микроскопом. В результате он обнаружил незначительный, но видимый износ, причем сколы находились вдоль края лезвия.
Для более сложного теста Роскиоли сконструировал микромеханический аппарат, состоящий из подвижного блока и двух зажимов для удержания лезвия и закрепления тестовых волосков различного диаметра, предоставленных его коллегами специально для опытов. Во время экспериментов прибор резал на разной глубине и под разными углами, находясь при этом в поле зрения электронного микроскопа.
Анализ показал, что лезвия не скалывались, когда срезали волоски перпендикулярно. Однако все менялось, когда срезы делались под углом – количество сколов увеличивалось. Проведенное компьютерное моделирование показало, что важен не только угол наклона, но и плотность стали в лезвии.
С целью улучшения качества лезвий исследователи подали заявку на патент, позволяющий сделать бритвенную сталь более однородной.
Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:
Источник: www.techcult.ru
Почему лезвия бритвы очень быстро затупляются
Ученые из США провели эксперименты и ответили на один из главных вопросов столетия — почему лезвия бритвы быстро затупляются, если металл значительно тверже волос? И теперь мы точно можем сказать, в чем же дело.
Со всеми такое было
Одноразовые бритвы пока еще не собираются запретить в ЕС, однако это самая коварная статья расходов в бюджете цивилизованных людей. И даже если вы делаете выбор в сторону разумного потребления и многоразового станка, все равно с сожалением заметите, что лезвия затупились значительно раньше, чем обещали в рекламе.
На борьбу с этой проблемой вышли ученые из Массачусетского технологического института (MIT). Вооружившись микроскопом, они провели эксперимент, который показал: даже от одного волоска лезвие может быстро прийти в негодность.
Сначала один из исследователей проводил опыт на самом себе. После каждого использования одноразовой бритвы он делал ее снимок, чтобы понять, в чем причина такого скорого износа. Ведь обычно лезвия делают из нержавеющей стали, которую отшлифовывают до остроты и сверху покрывают более твердым материалом. А значит, у бритв должен быть долгий век.
Затем тот же исследователь разработал специальный аппарат, позволяющий непосредственно снимать микроскопом момент среза волос. Для опытов он размещал лезвие под разными углами, использовал несколько типов волос, но раз за разом ему выпадал один и тот же ответ.
Почему так
На первый взгляд кажется, что проблема проста — металл быстро изнашивается и теряет свою остроту. В действительности же лезвие просто покрылось множеством трещин, которые с каждым последующим использованием только увеличивались. Причем образовывались они не везде, а только там, где волоски срезались не под прямым углом. То есть подверженными затуплению оказались края бритв, а не встречающая основной удар середина, как можно было подумать.
Препятствием на пути к гладкой коже стали чешуйки, которыми покрыты волосы на теле человека. Из-за них бритва проходила неправильно, лезвие попадало между них и получало микроурон. Очень многое также зависит от структуры металла в бритве. Если она неоднородна, то и лезвие прослужит недолго.
Какое решение
Но на этом специалисты из MIT останавливаться не собираются. Разобравшись в проблемах с бритвами, они подали заявку на патент. С помощью полученных данных ученые собираются разработать долговечное лезвие. Скорее всего, оно будет иметь однородную структуру и большую плотность, что позволит ей выдерживать напор чешуек и неправильное использование.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек
Источник: travelask.ru