刀片vs头发，输的居然是刀？

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刀片切割头发似乎轻而易举，毕竟头发要比它软50倍。但事实上，刀片vs头发，身受“重伤”的可能是刀片。麻省理工学院的Cemal Cem Tasan团队注意到了这一点：为什么剃须刀没用几次，就很快变钝了？按理说，毛发这么脆弱，不应该啊？

于是，团队中的Gianluca Roscioli贡献出了自己的胡子。用普通的剃须刀片刮过胡子后，他用电子显微镜观察了刀刃的变化。虽然看起来刀片好像还是完好如初，但剃完胡子后，刀刃上真的出现了一些裂痕。一旦形成裂纹，更严重的开裂问题也随之而来。到最后，剃须刀越来越钝的原因，是被胡子“刮”出了一个豁口。

刀片VS胡须，谁赢了？

在显微镜下，用过的刀尖已经出现了明显的裂开和豁口

我们印象中的刀尖变钝，可能并不是因为刀尖裂开，而是因为和硬的东西接触，刀尖被磨圆了。也就是从V字形变成了U字形。这种情况是正常的磨损，磨一磨就可以让刀重新锋利。

但是，剃须刀的损耗情况和上面提到的不同。因为它并不是磨圆，而是某些区域形成了缺口。也就是说，当我们用剃须刀剃胡子时，胡子也反过来在“切”刀。而柔软的毛发，居然还真的把刀“切”出一个个裂口来。

为了解释为什么会这样，研究团队开始试着模拟剃须的装置，并加上了扫描电子显微镜来观察切割的过程。首先，他们想到，也许是因为有些人的胡须又粗又硬，就会对刀子造成比较严重的磨损。但情况好像并非如此，因为不管胡须直径、厚度如何，似乎都会出现相似的豁口。所以，就算只是一根头发，也会让刀尖裂开。也许这就是真的“以柔克刚”吧。

还有什么能影响刀片的损坏程度呢？研究人员又模拟了其他一些情况，最终发现，刀切头发的角度和刀刃本身的结构可能才是损坏刀尖的关键。如果刀片不是垂直切割头发，而是从侧面斜切，刀片受到的损伤程度就会更大。

切割头发后，刀中间有着比较明显的豁口

另一方面，如果这把刀子本身的合金材质不均匀，那刀刃也会出现更为严重的碎裂。这是因为，当我们在显微镜下观察时，头发表面也并不是光滑的，而是排列了一层层瓦片一样的细胞。不光滑的表面会让刀片与头发的机械作用更为复杂，使刀刃受到更强的应力。而材质不均匀的刀刃，本身就带有裂纹。切头发时，本身的裂纹也会很容易扩展成更大的缺口。

切头发这事儿其实也挺复杂的

因此，想要让剃须刀片寿命长一点的话，垂直切割能够尽可能不伤害刀刃。比起切更硬的东西，软的东西伤害反而可能更大。这仿佛有点颠覆我们的常识，但这个原理在厨房中也适用，那些看起来柔软的食物，像是番茄、奶酪和土豆，就算看着十分脆弱，却可能会对刀刃产生无法补救的损耗。而更加专业的厨师，也往往会建议垂直切菜而不是斜着切。

不过，研究者当前研究的还是金属材料制成的刀。但其实数千年来，刀可不一定都是金属做的，而其他材质的刀片也有着不同的特质。史前时代，人们曾用木头和石头做刀，不过因为很容易用坏，在漫长的时间长河中被逐渐淘汰了。而如今，声称比钢还要硬的陶瓷刀的确足够坚固，能够轻松地切开上面提到的柔软物体，但韧性却更低，可能一不小心就用碎了。

在厨房中，垂直切菜对刀的伤害会更小

不过也难免有些人会有另外一种奇思妙想。传说中，当一个因纽特人需要刀子时，他居然用自己冻硬了的便便磨了一把刀，并且用它杀了一只狗。结果肯特州立大学的研究者还就真的想验证一下这个故事的真实性。为了制作一把锋利的“便便刀”，他逼自己坚持吃下富含蛋白质的食品，在-20℃的低温下亲手打磨了自己这把自产自销的刀子。

木头做的刀，能用，就是一不小心可能会坏

另类的铁刀

最后的結果可想而知，他没有成功，他这款“便便刀”，与其说是刀，还不如说是笔，只能在物体表面留下一些粪便痕迹。尽管失败，但他的好奇心还是值得鼓励，获得了2019年的搞笑诺奖。

面包刀都是有锯齿的

虽然刀是我们生活中极为常见的用品，但无论是何种刀，它们切割物体的原理都没有我们想象中的那么简单。在不同物体表面，刀刃的压力也会产生不同的复杂作用力，破坏分子、晶体或纤维等不同的结构。

不同的刀具也承担着不同的角色。比如普通的尖锐的刀可能会压扁柔软的面包，所以切面包的刀并不像普通的刀，而是带有锯齿。将面包锯开而不是切开，尽可能地减小面包的变形。

你生活中有见过什么奇怪的刀具吗？是用来做什么的？

用刀真的是一门学问，请注意安全

（本文经授权转载自“把科学带回家”公众号，有删节）