Los investigadores determinaron por qué el cabello humano puede cortar el filo de una navaja, a pesar de que el cabello es 50 veces más suave que el acero. Medioimages / Photodisc / Getty Images

Probablemente te hayas parado sobre el lavabo del baño o en la ducha y te hayas preguntado:¿Cómo es posible que tu cabello pueda desafilar una hoja de afeitar de acero? El cabello es notoriamente fuerte por su grosor, pero vamos. ¡Es una hoja de afeitar de acero inoxidable! Eso tiene que ser más fuerte que un pequeño mechón de cabello ¿Derecha?

Los científicos se han preguntado lo mismo, y ahora tenemos una respuesta y esa respuesta es la heterogeneidad.

El ganador por un pelo

De hecho, el cabello es más suave que el acero. Es posible que lo haya notado usted mismo. Es aproximadamente 50 veces más suave que el acero inoxidable que se usa en las hojas de afeitar. Y, sin embargo, las hojas de afeitar que usamos para afeitarse se desafilan con bastante rapidez. Un equipo de científicos del departamento de ciencia e ingeniería de materiales del MIT quería averiguar por qué, y sus resultados se publicaron el 6 de agosto de 2020, en la revista Science .

El investigador Gianluca Roscioli se afeitó el vello facial con navajas de afeitar desechables y las llevó al laboratorio para examinarlas con un microscopio electrónico de barrido. Descubrió que los bordes del metal no se estaban redondeando ni desgastados como era de esperar. Bastante, estaban astillando y agrietando.

Así que creó un aparato de afeitado mecanizado en el laboratorio para realizar pruebas más controladas utilizando cabello de él y de sus compañeros de laboratorio. Toda la máquina encaja dentro del microscopio electrónico. Práctico.

Quita la vieja hoja de afeitar

Lo que encontraron Roscioli y sus coautores en el estudio fue que las astillas en el borde de la hoja eran más probables cuando el cabello podía doblarse antes de ser cortado por la hoja. Así que el equipo fue aún más lejos para crear simulaciones por computadora con más variaciones:cabello diferente, diferentes ángulos de corte, dirección de la fuerza que se aplica y los materiales utilizados en la hoja.

Descubrieron que los chips aparecían en tres condiciones:

• Cuando la hoja se acercó al cabello en ángulo
• Cuando la hoja era de composición heterogénea
• Cuando el cabello se encontró con la cuchilla en un punto débil

"Nuestras simulaciones explican cómo la heterogeneidad en un material puede aumentar la tensión en ese material, para que crezca una grieta, a pesar de que el estrés lo impone un material suave como el cabello, "dice C. Cem Tasan, el profesor asociado Thomas B. King de Metalurgia en el MIT e investigador del estudio.

"Heterogéneo" significa que el material de la hoja no es perfectamente uniforme. Hay imperfecciones microscópicas que permiten que se produzcan astillas cuando entra en contacto con un cabello. Y donde hay un chip habrá más fichas, resultando en una hoja desafilada.

Los investigadores ahora están trabajando en una forma más homogénea, o uniforme, material para más afilado, cuchillas de mayor duración.

Ahora eso es tenso

Cuando hablamos de la fuerza del cabello humano, normalmente estamos hablando de su resistencia a la tracción. Así de lejos puedes estirarlo antes de que se rompa y se mide en megapascales (MPa). El cabello humano está en el vecindario de 200 MPa, mientras que el acero estructural es de unos 400 MPa. Las telarañas son mucho más fuertes aunque, a la 1, 200 MPa. Y los nanotubos de carbono se encuentran entre los materiales más fuertes conocidos, aproximadamente a los 62, 000 MPa.