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头发的力量超乎想象

2020-11-12 124 时事新闻 本文有504个文字,大小约为3KB,预计阅读时间2分钟

这是科学美国人的60秒科学,我是苏珊娜·巴德。 所有的哺乳动物都有毛发——在你的猫或考拉上通常被称为皮毛。 而且个体毛发的厚度因种而异。 例如,大象的头发比成年人类的一根头发粗四倍多。 通常情况下,当动物较大时,头发往往较厚。 “加利福尼亚大学,圣地亚哥,材料科学家温阳。 她很感兴趣的生物结构像头发在压力下。 这种兴趣来自于设计更好的合成材料的愿望。 杨的研究小组测试了包括人类在内的八种不同哺乳动物毛发的拉伸强度。 他们的头发会增加张力,直到纤维断裂。 研究人员认为浓密的头发例如,长颈鹿、大象和野猪会更强壮。 但他们错了。 “有趣的是,我们发现较薄的头发实际上更结实。 事实上,成人头发是这项研究中最强壮的。 儿童的头发——最薄的头发——更耐用。 杨的团队用扫描电子显微镜仔细观察了一下头发。 所有的头发都是由蛋白质克拉特制成的在。 显微镜观察显示了角蛋白纤维的特定断裂模式,这是一个保护性的外部角质层和一个提供力量的内部皮层。

头发的力量超乎想象

显微镜图像显示,较厚头发的皮层在断裂时往往会断裂,留下干净的,甚至断裂。 但较薄头发的内部皮层断裂不太均匀。 杨将这一过程比作一次大灾难我一阵风吹倒了一棵树。 在这种情况下,树干倾向于以一个角度剪切。 这种断裂是强度的标志——它实际上需要更多的张力来导致剪切,而不是干净的断裂。 研究人员发现,这两种类型的断裂之间的临界点约为200微米——大约比人类头发厚2.5倍。 这项研究发表在《物质》杂志上。 杨是现在试图模仿实验室中复杂的头发结构与三维打印。 一旦技术被完善到纳米尺度,这些人造纤维就可以用来制造各种坚固的材料,用于建筑甚至救援行动-比如几乎坚不可摧的绳索。 在那之前,我们只需要知道不到1000根人类毛发可以支撑一个 整个人的体重。 想想那些留在发廊地板上的力量。 感谢聆听科学美国人的60秒科学。 我是苏珊娜·巴德。