Мы думаем, что бритва должна служить намного дольше, чем просто 5-7 дней. Поскольку бритвенные лезвия разработаны специально для взаимодействия с нежными волосками, логично ожидать сохранения их режущих свойств на протяжении нескольких месяцев, а возможно, и дольше.
Между тем, исследователи обнаружили, что не только одноразовые лезвия, но даже профессиональные инструменты для бритья быстро теряют свою эффективность. Группа ученых из МIT установила: причина кроется глубже, чем простой металлический износ. При определенных обстоятельствах лезвие испытывает чрезмерную нагрузку, что провоцирует появление микротрещин. Затем происходит последовательное разрушение: трещины множатся, приводя к сколам, которые еще больше ухудшают состояние инструмента.
Для детального изучения процесса один из исследователей, аспирант Джанлука Росциоли, провел уникальный эксперимент. Он использовал одноразовую бритву, а затем тщательно исследовал ее лезвие под электронным микроскопом. Результаты удивили: обнаружен минимальный износ, еле заметное округление кромки и небольшие сколы на отдельных участках.
Далее ученый создал устройство с подвижным столиком и зажимами для проведения испытаний. Механизм позволял закреплять лезвие и тестовые волоски, предоставленные коллегами, с возможностью резки под различными углами и на разной глубине. Устройство было спрятано в электронный микроскоп.
Последующий анализ выявил интересную закономерность: лезвие практически не повреждалось при перпендикулярном срезе волос, однако существенно чаще скалывалось при касании под углом. Компьютерное моделирование подтвердило: определяющую роль играют не только геометрические параметры, но и внутренняя структура стали. Неоднородность металла в критических зонах провоцирует формирование слабых участков, предрасположенных к разрушению.
В завершение своего исследования научная группа подготовила предварительный патент на технологию производства более однородной стали для бритвенных лезвий. Основная цель разработки – минимизация внутренних неоднородностей при сохранении высокой твердости материала.
