Наука

02 января 2020, 06:36

Толстые или тонкие? Ученые определили обладателя самых прочных волос

Публичное достояние

Группа ученых во главе с Вэнь Яном (Wen Yang) из Калифорнийского университета в Сан-Диего решила проследить, как соотносятся толщина объекта и его прочность. Для этого они измерили предел прочности волоса 13 различных млекопитающих (слона, медведя, жирафа, капибары и других). Результаты исследования опубликованы в журнале Matter.

В ходе исследования ученые отметили, во-первых, что все волосы имеют одинаковую структуру: они состоят из наружного слоя (кутикулы), обволакивающей более мелкие микроволокна. Это позволяет волосам оставаться устойчивыми к деформациям.

Интуитивно кажется, что чем толще объект, тем он прочнее. По такой логике волос слона, который толще человеческого в четыре раза, должен быть, как минимум, в несколько раз прочнее. Но оказалось совсем наоборот: чем толще волос, тем меньше предел его прочности.

Кроме того, ученые заметили, что обрыв толстых и тонких волос происходит по-разному. Так, место обрыва у толстых волос выглядит гладко и напоминает разрез. Тонкие волосы обрываются со сдвигом, как ломается ветка. Говоря о прочности человеческого волоса, ученые заметили, что за нее отвечает внутренняя часть. При попытке разорвать волос кутикула довольно легко повреждается, тогда как микроволокна отвечают за прочность волос.

Наиболее близкими по прочности и по характеру повреждений ученые назвали волосы лошади. Однако внешний вид кутикулы указывал на то, что волос рвется при применении меньшей силы по сравнению с человеческим. С другой стороны, как заметили авторы исследования, человек, предоставивший свои волосы для исследования, регулярно мыл голову с шампунем и кондиционером, тогда как лошадь пользовалась только речной водой.

Ученые выразили надежду, что их исследование поможет при создании прочного синтетического материала со схожей волосяной структурой.