Исследователи из Массачусетского технологического института изучили износ стальных лезвий в процессе бритья. Сначала физики провели серию опытов под электронным микроскопом, а затем проанализировали взаимодействие волоса и лезвия с помощью метода конечных элементов. Оказалось, что риск разрушения острия увеличивается, если резать волосы под большим углом, или же если попасть краем волоса на участок лезвия с шероховатостями, которые там появляются уже на этапе изготовления. Большое влияние на долговечность лезвия оказала и однородность стали.

Статья опубликована в журнале Science.

Люди уже давно научились использовать сталь для изготовления долговечных и острых ножей, топоров и других инструментов. Однако физики до сих пор не всегда могут объяснить, что именно приводит к разрушению лезвий из такого твердого на первый взгляд сплава. Тем более непонятно, как затупляются лезвия, режущие на порядок менее твердые предметы, чем они сами. К такому вопросу относится и недолговечность одноразовых станков для бритья, ведь в теории сталь в 50 раз тверже среднего человеческого волоса.

Джанлука Рошчоли (Gianluca Roscioli) из Массачусетского технологического института и его коллеги провели комплексное изучение взаимодействия стальных лезвий из одноразовых станков для бритья с человеческими волосами чтобы определить, какие факторы играют наибольшую роль в разрушении острия.

Сначала физики изучили объекты своего исследования в нетронутом виде на электронном микроскопе. Ученые обнаружили, что на лезвиях даже нового станка для бритья много мельчайших шероховатостей, размер которых не превышал 5 микрометров (средний диаметр человеческого волоса — 100 микрометров). Также исследователи изучили однородность стали, из которой были сделаны лезвия, и продемонстрировали, что она обладает достаточно сильной гранулированностью. Все это пригодилось физикам на следующих этапах исследования.