刀片vs頭發(fā)，輸?shù)木尤皇堑叮?/h1>
2022-03-08 04:00:36Skin
電腦報(bào) 2022年8期
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刀片切割頭發(fā)似乎輕而易舉，畢竟頭發(fā)要比它軟50倍。但事實(shí)上，刀片vs頭發(fā)，身受“重傷”的可能是刀片。麻省理工學(xué)院的Cemal Cem Tasan團(tuán)隊(duì)注意到了這一點(diǎn)：為什么剃須刀沒(méi)用幾次，就很快變鈍了？按理說(shuō)，毛發(fā)這么脆弱，不應(yīng)該啊？
于是，團(tuán)隊(duì)中的Gianluca Roscioli貢獻(xiàn)出了自己的胡子。用普通的剃須刀片刮過(guò)胡子后，他用電子顯微鏡觀察了刀刃的變化。雖然看起來(lái)刀片好像還是完好如初，但剃完胡子后，刀刃上真的出現(xiàn)了一些裂痕。一旦形成裂紋，更嚴(yán)重的開(kāi)裂問(wèn)題也隨之而來(lái)。到最后，剃須刀越來(lái)越鈍的原因，是被胡子“刮”出了一個(gè)豁口。
刀片VS胡須，誰(shuí)贏了？
在顯微鏡下，用過(guò)的刀尖已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的裂開(kāi)和豁口
我們印象中的刀尖變鈍，可能并不是因?yàn)榈都饬验_(kāi)，而是因?yàn)楹陀驳臇|西接觸，刀尖被磨圓了。也就是從V字形變成了U字形。這種情況是正常的磨損，磨一磨就可以讓刀重新鋒利。
但是，剃須刀的損耗情況和上面提到的不同。因?yàn)樗⒉皇悄A，而是某些區(qū)域形成了缺口。也就是說(shuō)，當(dāng)我們用剃須刀剃胡子時(shí)，胡子也反過(guò)來(lái)在“切”刀。而柔軟的毛發(fā)，居然還真的把刀“切”出一個(gè)個(gè)裂口來(lái)。
為了解釋為什么會(huì)這樣，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始試著模擬剃須的裝置，并加上了掃描電子顯微鏡來(lái)觀察切割的過(guò)程。首先，他們想到，也許是因?yàn)橛行┤说暮氂执钟钟玻蜁?huì)對(duì)刀子造成比較嚴(yán)重的磨損。但情況好像并非如此，因?yàn)椴还芎氈睆健⒑穸热绾危坪醵紩?huì)出現(xiàn)相似的豁口。所以，就算只是一根頭發(fā)，也會(huì)讓刀尖裂開(kāi)。也許這就是真的“以柔克剛”吧。
還有什么能影響刀片的損壞程度呢？研究人員又模擬了其他一些情況，最終發(fā)現(xiàn)，刀切頭發(fā)的角度和刀刃本身的結(jié)構(gòu)可能才是損壞刀尖的關(guān)鍵。如果刀片不是垂直切割頭發(fā)，而是從側(cè)面斜切，刀片受到的損傷程度就會(huì)更大。
切割頭發(fā)后，刀中間有著比較明顯的豁口
另一方面，如果這把刀子本身的合金材質(zhì)不均勻，那刀刃也會(huì)出現(xiàn)更為嚴(yán)重的碎裂。這是因?yàn)椋?dāng)我們?cè)陲@微鏡下觀察時(shí)，頭發(fā)表面也并不是光滑的，而是排列了一層層瓦片一樣的細(xì)胞。不光滑的表面會(huì)讓刀片與頭發(fā)的機(jī)械作用更為復(fù)雜，使刀刃受到更強(qiáng)的應(yīng)力。而材質(zhì)不均勻的刀刃，本身就帶有裂紋。切頭發(fā)時(shí)，本身的裂紋也會(huì)很容易擴(kuò)展成更大的缺口。
切頭發(fā)這事兒其實(shí)也挺復(fù)雜的
因此，想要讓剃須刀片壽命長(zhǎng)一點(diǎn)的話，垂直切割能夠盡可能不傷害刀刃。比起切更硬的東西，軟的東西傷害反而可能更大。這仿佛有點(diǎn)顛覆我們的常識(shí)，但這個(gè)原理在廚房中也適用，那些看起來(lái)柔軟的食物，像是番茄、奶酪和土豆，就算看著十分脆弱，卻可能會(huì)對(duì)刀刃產(chǎn)生無(wú)法補(bǔ)救的損耗。而更加專(zhuān)業(yè)的廚師，也往往會(huì)建議垂直切菜而不是斜著切。
不過(guò)，研究者當(dāng)前研究的還是金屬材料制成的刀。但其實(shí)數(shù)千年來(lái)，刀可不一定都是金屬做的，而其他材質(zhì)的刀片也有著不同的特質(zhì)。史前時(shí)代，人們?cè)媚绢^和石頭做刀，不過(guò)因?yàn)楹苋菀子脡模诼L(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)河中被逐漸淘汰了。而如今，聲稱(chēng)比鋼還要硬的陶瓷刀的確足夠堅(jiān)固，能夠輕松地切開(kāi)上面提到的柔軟物體，但韌性卻更低，可能一不小心就用碎了。
在廚房中，垂直切菜對(duì)刀的傷害會(huì)更小
不過(guò)也難免有些人會(huì)有另外一種奇思妙想。傳說(shuō)中，當(dāng)一個(gè)因紐特人需要刀子時(shí)，他居然用自己凍硬了的便便磨了一把刀，并且用它殺了一只狗。結(jié)果肯特州立大學(xué)的研究者還就真的想驗(yàn)證一下這個(gè)故事的真實(shí)性。為了制作一把鋒利的“便便刀”，他逼自己堅(jiān)持吃下富含蛋白質(zhì)的食品，在-20℃的低溫下親手打磨了自己這把自產(chǎn)自銷(xiāo)的刀子。
木頭做的刀，能用，就是一不小心可能會(huì)壞
另類(lèi)的鐵刀
最后的結(jié)果可想而知，他沒(méi)有成功，他這款“便便刀”，與其說(shuō)是刀，還不如說(shuō)是筆，只能在物體表面留下一些糞便痕跡。盡管失敗，但他的好奇心還是值得鼓勵(lì)，獲得了2019年的搞笑諾獎(jiǎng)。
面包刀都是有鋸齒的
雖然刀是我們生活中極為常見(jiàn)的用品，但無(wú)論是何種刀，它們切割物體的原理都沒(méi)有我們想象中的那么簡(jiǎn)單。在不同物體表面，刀刃的壓力也會(huì)產(chǎn)生不同的復(fù)雜作用力，破壞分子、晶體或纖維等不同的結(jié)構(gòu)。
不同的刀具也承擔(dān)著不同的角色。比如普通的尖銳的刀可能會(huì)壓扁柔軟的面包，所以切面包的刀并不像普通的刀，而是帶有鋸齒。將面包鋸開(kāi)而不是切開(kāi)，盡可能地減小面包的變形。
你生活中有見(jiàn)過(guò)什么奇怪的刀具嗎？是用來(lái)做什么的？
用刀真的是一門(mén)學(xué)問(wèn)，請(qǐng)注意安全
（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號(hào)，有刪節(jié)）
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刀片切割頭發(fā)似乎輕而易舉，畢竟頭發(fā)要比它軟50倍。但事實(shí)上，刀片vs頭發(fā)，身受“重傷”的可能是刀片。麻省理工學(xué)院的Cemal Cem Tasan團(tuán)隊(duì)注意到了這一點(diǎn)：為什么剃須刀沒(méi)用幾次，就很快變鈍了？按理說(shuō)，毛發(fā)這么脆弱，不應(yīng)該啊？
于是，團(tuán)隊(duì)中的Gianluca Roscioli貢獻(xiàn)出了自己的胡子。用普通的剃須刀片刮過(guò)胡子后，他用電子顯微鏡觀察了刀刃的變化。雖然看起來(lái)刀片好像還是完好如初，但剃完胡子后，刀刃上真的出現(xiàn)了一些裂痕。一旦形成裂紋，更嚴(yán)重的開(kāi)裂問(wèn)題也隨之而來(lái)。到最后，剃須刀越來(lái)越鈍的原因，是被胡子“刮”出了一個(gè)豁口。
刀片VS胡須，誰(shuí)贏了？
在顯微鏡下，用過(guò)的刀尖已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的裂開(kāi)和豁口
我們印象中的刀尖變鈍，可能并不是因?yàn)榈都饬验_(kāi)，而是因?yàn)楹陀驳臇|西接觸，刀尖被磨圓了。也就是從V字形變成了U字形。這種情況是正常的磨損，磨一磨就可以讓刀重新鋒利。
但是，剃須刀的損耗情況和上面提到的不同。因?yàn)樗⒉皇悄A，而是某些區(qū)域形成了缺口。也就是說(shuō)，當(dāng)我們用剃須刀剃胡子時(shí)，胡子也反過(guò)來(lái)在“切”刀。而柔軟的毛發(fā)，居然還真的把刀“切”出一個(gè)個(gè)裂口來(lái)。
為了解釋為什么會(huì)這樣，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始試著模擬剃須的裝置，并加上了掃描電子顯微鏡來(lái)觀察切割的過(guò)程。首先，他們想到，也許是因?yàn)橛行┤说暮氂执钟钟玻蜁?huì)對(duì)刀子造成比較嚴(yán)重的磨損。但情況好像并非如此，因?yàn)椴还芎氈睆健⒑穸热绾危坪醵紩?huì)出現(xiàn)相似的豁口。所以，就算只是一根頭發(fā)，也會(huì)讓刀尖裂開(kāi)。也許這就是真的“以柔克剛”吧。
還有什么能影響刀片的損壞程度呢？研究人員又模擬了其他一些情況，最終發(fā)現(xiàn)，刀切頭發(fā)的角度和刀刃本身的結(jié)構(gòu)可能才是損壞刀尖的關(guān)鍵。如果刀片不是垂直切割頭發(fā)，而是從側(cè)面斜切，刀片受到的損傷程度就會(huì)更大。
切割頭發(fā)后，刀中間有著比較明顯的豁口
另一方面，如果這把刀子本身的合金材質(zhì)不均勻，那刀刃也會(huì)出現(xiàn)更為嚴(yán)重的碎裂。這是因?yàn)椋?dāng)我們?cè)陲@微鏡下觀察時(shí)，頭發(fā)表面也并不是光滑的，而是排列了一層層瓦片一樣的細(xì)胞。不光滑的表面會(huì)讓刀片與頭發(fā)的機(jī)械作用更為復(fù)雜，使刀刃受到更強(qiáng)的應(yīng)力。而材質(zhì)不均勻的刀刃，本身就帶有裂紋。切頭發(fā)時(shí)，本身的裂紋也會(huì)很容易擴(kuò)展成更大的缺口。
切頭發(fā)這事兒其實(shí)也挺復(fù)雜的
因此，想要讓剃須刀片壽命長(zhǎng)一點(diǎn)的話，垂直切割能夠盡可能不傷害刀刃。比起切更硬的東西，軟的東西傷害反而可能更大。這仿佛有點(diǎn)顛覆我們的常識(shí)，但這個(gè)原理在廚房中也適用，那些看起來(lái)柔軟的食物，像是番茄、奶酪和土豆，就算看著十分脆弱，卻可能會(huì)對(duì)刀刃產(chǎn)生無(wú)法補(bǔ)救的損耗。而更加專(zhuān)業(yè)的廚師，也往往會(huì)建議垂直切菜而不是斜著切。
不過(guò)，研究者當(dāng)前研究的還是金屬材料制成的刀。但其實(shí)數(shù)千年來(lái)，刀可不一定都是金屬做的，而其他材質(zhì)的刀片也有著不同的特質(zhì)。史前時(shí)代，人們?cè)媚绢^和石頭做刀，不過(guò)因?yàn)楹苋菀子脡模诼L(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)河中被逐漸淘汰了。而如今，聲稱(chēng)比鋼還要硬的陶瓷刀的確足夠堅(jiān)固，能夠輕松地切開(kāi)上面提到的柔軟物體，但韌性卻更低，可能一不小心就用碎了。
在廚房中，垂直切菜對(duì)刀的傷害會(huì)更小
不過(guò)也難免有些人會(huì)有另外一種奇思妙想。傳說(shuō)中，當(dāng)一個(gè)因紐特人需要刀子時(shí)，他居然用自己凍硬了的便便磨了一把刀，并且用它殺了一只狗。結(jié)果肯特州立大學(xué)的研究者還就真的想驗(yàn)證一下這個(gè)故事的真實(shí)性。為了制作一把鋒利的“便便刀”，他逼自己堅(jiān)持吃下富含蛋白質(zhì)的食品，在-20℃的低溫下親手打磨了自己這把自產(chǎn)自銷(xiāo)的刀子。
木頭做的刀，能用，就是一不小心可能會(huì)壞
另類(lèi)的鐵刀
最后的結(jié)果可想而知，他沒(méi)有成功，他這款“便便刀”，與其說(shuō)是刀，還不如說(shuō)是筆，只能在物體表面留下一些糞便痕跡。盡管失敗，但他的好奇心還是值得鼓勵(lì)，獲得了2019年的搞笑諾獎(jiǎng)。
面包刀都是有鋸齒的
雖然刀是我們生活中極為常見(jiàn)的用品，但無(wú)論是何種刀，它們切割物體的原理都沒(méi)有我們想象中的那么簡(jiǎn)單。在不同物體表面，刀刃的壓力也會(huì)產(chǎn)生不同的復(fù)雜作用力，破壞分子、晶體或纖維等不同的結(jié)構(gòu)。
不同的刀具也承擔(dān)著不同的角色。比如普通的尖銳的刀可能會(huì)壓扁柔軟的面包，所以切面包的刀并不像普通的刀，而是帶有鋸齒。將面包鋸開(kāi)而不是切開(kāi)，盡可能地減小面包的變形。
你生活中有見(jiàn)過(guò)什么奇怪的刀具嗎？是用來(lái)做什么的？
用刀真的是一門(mén)學(xué)問(wèn)，請(qǐng)注意安全
（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號(hào)，有刪節(jié)）
