刀片切頭發(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)：為什么剃須刀沒用幾次，就很快變鈍了？按理說，毛發(fā)這么脆弱，不應(yīng)該啊？

刀片VS胡須，誰贏了？| Pixabay

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胡子后，他用電子顯微鏡觀察了刀刃的變化。

雖然看起來刀好像還是完好如初，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)重的開裂問題也隨之而來。到最后，剃須刀越來越鈍的原因，是被胡子“刮”出了一個豁口。

在顯微鏡下，用過的刀尖已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的裂開和豁口。| DOI：10.1126/science.aba9490

我們印象中的刀尖變鈍，可能并不是因?yàn)榈都饬验_，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，當(dāng)我們在用剃須刀剃胡子時，胡子也在反過來在“切”刀。而柔軟的毛發(fā)，居然還真的把刀“切”出一個個裂口來。

刀：那我裂開？

為了解釋為什么會這樣，研究團(tuán)隊(duì)開始試著模擬剃須的裝置，并加上了掃描電子顯微鏡來觀察切割的過程。

顯微鏡下的切頭發(fā)過程。

首先，他們想到，也許是因?yàn)橛行┤说暮氂执钟钟?，就會對刀子造成比較嚴(yán)重的磨損。但情況好像并非如此，因?yàn)?strong>不管胡須直徑，厚度如何，似乎都會出現(xiàn)相似的豁口。

所以，就算只是一根頭發(fā)，也會讓刀尖裂開。也許這就是真的“以柔克剛”吧。

切割頭發(fā)后，刀中間有著比較明顯的豁口

還有什么能影響刀片的損壞程度呢？研究人員又模擬了其它一些情況，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更大。

另一方面，如果這把刀子本身的合金材質(zhì)不均勻，那刀刃也會出現(xiàn)更為嚴(yán)重的碎裂。

這是因?yàn)椋?dāng)我們在顯微鏡下觀察時，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，本身的裂紋也會很容易擴(kuò)展成更大的缺口。

從圖中可以看出，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，但這個原理在廚房中也適用，那些看起來柔軟的食物，像是番茄、奶酪和土豆，就算看著十分脆弱，卻可能會對刀刃產(chǎn)生無法補(bǔ)救的損耗。而更加專業(yè)的廚師，也往往會建議垂直切菜而不是斜著切。

在廚房中，垂直切菜對刀的傷害也會更小。| Pixabay

不過，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，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)。

史前時代，人們曾用木頭和石頭做刀，不過因?yàn)楹苋菀子脡?，在漫長的時間長河中被逐漸淘汰了。而如今，聲稱比鋼還要硬的陶瓷刀的確足夠堅(jiān)固，能夠輕松地切開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。

木頭做的刀，能用，就是一不小心可能會壞。| lumberjocks

不過也難免有些人會有另外一種奇思妙想。傳說中，當(dāng)一個因紐特人需要刀子時，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。

想想是不是還挺合理的？（不是 | arstechnica

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)自銷的刀子。

？富含“營養(yǎng)”的刀 | arstechnica

最后的結(jié)果可想而知，他沒有成功，他這款“便便刀”，與其說是刀，還不如說是筆，只能在物體表面留下一些糞便痕跡。

切得很好，下次不要再切了。| arstechnica

盡管失敗，但他的好奇心還是值得鼓勵，獲得了2019年的搞笑諾獎。

還做了便便刀模具…………雖然但是，想法值得鼓勵。| arstechnica

雖然刀是我們生活中極為常見的用品，但無論是何種刀，它們切割物體的原理都沒有我們想象中的那么簡單。在不同物體表面，刀刃的壓力也會產(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。將面包鋸開而不是切開，盡可能地減小面包的變形。

你有沒有注意過，面包刀都是有鋸齒的？| Pixabay

你生活中有見過什么奇怪的刀具嗎？是用來做什么的？

用刀真的是一門學(xué)問。請學(xué)好再用，注意安全。

本文來自微信公眾號“把科學(xué)帶回家”（ID：steamforkids），作者：萬物，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。