Фізика

Лезо сталевої бритви стає тупим через свою мікроскопічну структуру

Леза бритви стають тупими внаслідок процесу гартування сталі, який залишає мікроскопічні тріщини на їхніх краях. Під час використання бритви ці тріщини розширюються, що і призводить до втрати гостроти. Відповідне дослідження опубліковане у журналі Science.

Частіше за все для виготовлення лез бритви використовується метал, зокрема, нержавіюча сталь. Для більшої міцності його вкривають шаром алмазоподібного вуглероду, а для зменшення тертя — складним пластичним матеріалом політетрафторетиленом, більш відомим як тефлонове покриття. У результаті лезо у 50 разів міцніше за волосся, яке воно зрізає. Але через деякий час бритва усе одно стане тупою. Це також поширена проблема і для інших інструментів, зокрема ножів, які ріжуть значно м’якші за свій матеріал продукти: овочі, фрукти, хліб.

Дослідники Массачусетського технологічного інституту вирішили з’ясувати, чому так відбувається. Для цього вони вивчили процес зрізання волосся за допомогою станків для гоління під електронним мікроскопом, а також проаналізували молекулярний склад лез. Виявилося, що внаслідок гартування сталі на кінчиках лез, а саме на межах між ділянками металу з трохи різними властивостями, з'являються тріщинки розміром до 5 мікрометрів. Для порівняння: розмір людської волосини становить 100 мікрометрів. Коли лезо зрізає волосся, ці тріщини збільшуються. Їхнє розширення також залежить від кута, під яким відбувається гоління, та від того, чи потрапляє волосся безпосередньо у тріщину. Це значно прискорює процес затуплення станків.

Вчені дійшли висновку, що зробити леза довговічними можна за допомогою більш однорідних металів.