Обикновено се правят остриета за бръснач неръждаема стомана, материал около 50 пъти по-твърд от човешката коса. Въпреки разликата в трайността между едната и другата, бръсненето причинява бързо увреждане на остриетата. Сега инженерите от MIT са проучили тази загадка и обясняват в списание Science какъв е произходът на тази деградация.
C. Cem Tasan, Gianluca Roscioli и Taheri Mousavi, металургични инженери от MIT, обясняват, че тяхната цел е била "да разберат проблем, с който повече или по-малко всички са наясно: защо остриетата стават безполезни, когато взаимодействат с много по-мек материал.".
Достатъчна е обикновена коса, за да се засилят микропукнатините
Изследователите установили, че бръсненето деформира острието по по-сложен начин, отколкото простото триене. Според проучването обикновената коса може да направи ръба на острие от неръждаема стомана чип при специфични условия. И след като настъпи тази първоначална пукнатина, острието е по-уязвимо при последващи преминавания.
Микроскопичната структура на листа е от решаващо значение за разбирането на случващото се. Дефектът е причинен тъй като микроструктурата на стоманата не е еднородна. Появата на пукнатини е причинена по ъгъл на подход при бръснене и поради дефекти в структурата на острието.
За да проведе проучването, екипът първоначално разгледа бръсненето с еднократни остриета под сканиращ електронен микроскоп (SEM). Първите наблюдения разкриха малко износване, но в някои региони на ръба се наблюдава образуване на чипове. Изследователите са се фокусирали върху определянето при какви условия са се образували тези трески.
Екипът на MIT изгради малък микромеханично устройство за провеждане на експерименти с контролирано бръснене. Той имаше подвижна сцена, две скоби за задържане на острието и косата и няколко бръснача бяха използвани под различни ъгли. С това устройство отново беше анализиран под микроскоп и бяха направени изображения с висока разделителна способност.
Независимо от дебелината на косъма, беше оценено, че на острието се образуват трески, освен когато косата беше подстригана перпендикулярно на острието. Осколките обикновено се появяват, когато ръбът на острието се удари отстрани на косата.
След като се наблюдава изрязването, изследователите извършиха симулация, където прогнозираха три условия: когато острието има определен ъгъл, когато стоманата има хетерогенен състав и косата е в слабо място. От тези симулации те определиха това Ако структурата на материала има микропукнатини, може да е достатъчен обикновен мек материал като косми. Ефект, известен като "ескалация на стреса".
В резултат на това изследване екипът на MIT се надява да помогне за създаването на остриета с по-хомогенна неръждаема стомана, която предотвратява създаването на тези чипове и подобрява тяхната издръжливост.