Stručnjaci sa uglednog tehnološkog instituta MIT istraživali su zašto ljudska dlaka nagriza čelično sečivo, a sa ciljem da naprave dugotrajniji pribor za brijanje.
Tokom pandemije su mnogi koji rade od kuće zapustili svakodnevno brijanje, ali ko ne bi želeo dugotrajni brijač? Pakovanja od nekoliko žileta obično traju nedelju ili dve, a zatim se bacaju u smeće. Može li se proizvesti žilet koji bi ostao oštar šest meseci ili čak godinu dana?
Ovo je motivisalo istraživače sa MIT-a da otkriju zašto se čelične oštrice žileta tako brzo tupe. Posmatrajući proces sečenja kose pod elektronskim mikroskopom, tim je primetio da su dlake stvarale male useke na površini sečiva. Ovi mikroskopski useci smanjuju sposobnost sečiva da seče dlaku, kaže Cem Tasan, profesor nauke o materijalima na MIT-u i autor studije objavljene u časopisu Science.
„Želimo da napravimo nove materijale koji su bolji i traju duže“, kaže Tasan. „Problem sečiva je zanimljiv baš zato je zanemaren. Toliko smo navikli na to – koristimo brijač nekoliko nedelja, a zatim ga zamenimo novim.“
Tasan kaže da su oštrice brijača napravljene od martenzitskog čelika, koji spada u najtvrđe materijale poznate čoveku. Martenzitski čelik (nazvan po nemačkom metalurgu Martensu iz 19. veka) je izuzetno tvrda legura, koja se koristi za komercijalne brijače, hirurške instrumente, kuglične ležajeve i kočnice bicikla. Ono što su Tasan i njegove kolege otkrili jeste da su se oštrice, uprkos tvrdoći materijala, prilično brzo istrošile nakon višestrukog brijanja.
Tasan i njegov kolega Đanluka Rošoli eksperimentom su ispitivali proces habanja sečiva tokom svakog brijanja. Nakon ispitivanja različitih komercijalnih brijača, tim je ustanovio da su svi napravljeni od slične očvrsnute legure čeličnog karbida. Budući da su materijali slični, za eksperiment je korišćen samo jedan brend žileta.
Rošoli se brijao svaka tri dana istim brijačem, koji je nakon mesec dana doneo u laboratoriju. Istraživači su elektronskim mikroskopom snimali oštrice, kako bi stekli znanje o njihovoj molekularnoj strukturi.
„Naša početna pretpostavka bila je da je ovo problem habanja, da se materijal oštrice troši“, kaže Tasan. „Očekivali smo da ćemo videti kako se oštrica vremenom zaobljava, ali nije bilo tako.“ Umesto toga, nastavlja, „videli smo krckanje i kidanje sečiva koje ostavlja pukotinu u obliku slova C.“ Video prikazuje kako se u oštrici formiraju sitni useci nakon prolaska kroz ljudsku dlaku.
Tasan kaže da komercijalni brijači za jednokratnu upotrebu, koji se prodaju i muškarcima i ženama, obično koriste istu vrstu čelika, ali imaju različit dizajn i broj oštrica. Brijači sa jednom oštricom, koji su najčešće namenjeni ženama, brže se habaju nego oni sa više oštrica, kaže naučnik.
Kaže da tri faktora određuju brzinu tupljenja oštrice: ugao sečenja dlake, mikrostrukturna homogenost legure čeličnog karbida i prisustvo mikropukotina na površini čelika koje nastaju u procesu proizvodnje. „Trudite se da dobijete što tvrđi materijal“, kaže Tasan, „ali ako tvrdoća ide na račun homogenosti, pukotine će biti učestalije.“
Brajan Vebler, profesor nauke o materijalima sa univerziteta Karnegi Melon, kaže da je studija MIT-a otvara mogućnosti za kreiranje novih legura i načina obrade čelika. “To bi se moglo postići smanjenjem mikroskopski hrapavih ivica sečiva ili pronalaženjem homogenije mikrostrukture.”
Sa svoje strane, Rošoli kaže da planira pokretanje startup-a za dodatne eksperimente. Njegova ideja je da tvrđu i trajniju oštricu napravi kompresijom metala, umesto zagrevanjem i kaljenjem. Taj proces bi doveo do ujednačenije mikroskopske strukture, sa manje pucanja i usitnjavanja, kaže Rošoli.
Tim sa MIT-a već je podneo zahtev za zaštitu patenta na novi postupak proizvodnje žileta, kaže Rošoli. „Zaista verujem da možemo da napravimo bolju oštricu. Bolje sečivo bi bilo skuplje, ali duže korišćenje bi značilo manje smeća i pozitivan uticaj na životnu sredinu.“
(Wired-ZTP)
