@ 2017.01.21 , 16:00
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反直觉:就硬度来说,人类头发的强度堪比钢铁

虽然这话听起来很违背直觉,但同等重量的人类头发强度堪比钢铁。人类的头发还有弹性,它在被拉断之前可以延伸至原本长度的1.5倍。这些属性使得科学家们想要打造出模拟头发的新材料。现在,加州大学圣地亚哥分校的一个研究团队发现了头发强壮的秘密,并且他们还发现头发可以被用来制造防弹衣。

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加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院的机械工程教授Marc Meyers表示:“大自然以新颖的方式打造出了各种有趣的材料和建筑。我们很想了解生物材料的结构及其属性之间的关系,以便研发合成材料,设计出性能比自然存在的材料更优越的东西。”

Meyers及其同事对一根人类头发进行了变形和压缩测试。他们对纳米级别的头发进行变形和拉伸,发现头发的性能取决于它们拉伸的速度快慢。拉伸头发的速度越快,它就越强壮,这有点类似蜂蜜的性能。

Meyers解释道:“想想看蜂蜜这类高粘性物质,如果你快速让它变形,那么它就会很僵硬;但如果你慢慢让它变形,那你就能轻而易举地将它倒出来。”

头发主要由两部分组成:皮质,它由平行纤维构成;基质,它由不规则结构组成。基质对变形的速度很敏感,而皮质不会。这两种属性的结合使得头发具备抵抗高压的能力。

这还不是全部。每根皮质纤维由上千根螺旋形分子链构成,这种分子链名为阿尔法螺旋链。头发在变形的过程中,这些分子链会展开变成片状结构。加州大学圣地亚哥分校的研究人员们表示,这种结构改变使得头发能够在不断裂的情况下经受住大量变形。该研究已被发表在《材料科学与工程学》期刊上。

头发变形的另外一个有趣之处在于它的变形部分可逆。如果你用很小的力拉一根头发,那么它就能很快恢复形状。但如果你再接着拉这根头发,那么头发的变形将不可逆。

该团队接下来打算研究为何水对人类头发的性能有如此强烈的影响。比如,洗头发鞥让头发恢复原本的形状。

Meyers研究组的前博士后研究员及该研究的共同作者Wen Yang说道:“我还小的时候就在想为什么头发如此强壮,现在我知道原因了。”

本文译自 Zmescience,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 29+1

  1. 食品级怪蜀黍
    @1 year ago
    3372142

    原来钢铁的强度在自然界倒数啊

  2. 1bhyd555
    @1 year ago
    3372143

    头发>钢铁<yin毛

  3. 粪海蛆王
    @1 year ago
    3372145

    手机屏幕比马桶脏

  4. 3372148

    说回来,有的混凝土里会掺一些纤维物,其实只是觉得头发太不上台面

  5. moonsun
    @1 year ago
    3372153

    难怪我封闭开发半年没洗头不怕持枪抢劫

  6. 3372154

    我的头发硬起来我自己都怕

  7. 新界的土
    @1 year ago
    3372167

    @粪海蛆王: 那我以后再也不舔屏幕了。

  8. 3372168

    看见硬度两字就污了……

  9. 袖里剑
    @1 year ago
    3372169

    钢铁趟枪的次数 可以绕地球5圈·······

  10. xufeng73
    @1 year ago
    3372177

    同等重量的人类还打不过蚂蚁,蟑螂,老鼠呢

  11. 3372179

    是强度不是硬度吧。。。如果是硬度,难道剃头的原理是…呃…魔法?

  12. 夺是糊
    @1 year ago
    3372180

    蜘蛛丝也是

  13. 未完待续
    @1 year ago
    3372183

    那在古代搞点头发编个衣服岂不是无敌?

    这只是说了头发的坚韧程度,不是抗打击性能吧。

  14. 3372185

    想想那些被机器卷进头发然后头皮被整个扯掉或者人直接被卷进去的案例吧

  15. efaweg
    @1 year ago
    3372196

    赛亚人:我……….硬了………..头发…

  16. 装模作样芝麻
    @1 year ago
    3372236

    我感觉钓鱼线就比头发强

  17. 3372248

    纳米级别的头发,,什么毛发

  18. 3372267

    确定用同等重量的头发和钢铁比较而不是体积?那同等重量的棉花是不是更强?第二,用拉伸长度来衡量确定不是延展性而是硬度?这真的不是初中物理就学的知识?

  19. 吸管
    @1 year ago
    3372279

    @me: 拉伸强度和剪切强度

  20. Sakuya
    @1 year ago
    3372333

    收头发,收长头发

  21. nobody6
    @1 year ago
    3372390

    看到同等重量,就不想看下去了

  22. 啦啦队长
    @1 year ago
    3372409

    原来纳粹收集人类毛发可以研制防弹衣

  23. 3372468

    有洗发水吗?我防弹衣要洗洗
    对了 你那定型啫喱借我用一下
    防弹衣定个型

  24. 澳门皇家赌场
    @1 year ago
    3372475

    @粪海蛆王: 我敢舔屏幕,你敢舔马桶吗?

  25. Kazama
    @1 year ago
    3372502

    嗨美女,讲真,我身上有个东西比钢铁还硬。

  26. 双黄蛋
    @1 year ago
    3372602

    你压我头发了~!

  27. kayeceee
    @1 year ago
    3372633

    硬度和强度都分不清楚

  28. 姬十三
    @1 year ago
    3372993

    难怪长发公主可以用来做绳子拉人上去

  29. 标准形象
    @1 year ago
    3373190

    前面说硬度后面说强度…. 两个概念完全不一样

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