刀片切頭發似乎輕而易舉，畢竟頭發要比它軟50倍。但事實上，刀片VS頭發，身受“重傷”的可能是刀片。

麻省理工學院的Cemal Cem Tasan團隊注意到了這一點：為什么剃須刀沒用幾次，就很快變鈍了？按理說，毛發這么脆弱，不應該啊？

刀片VS胡須，誰贏了？| Pixabay

于是，團隊中的Gianluca Roscioli貢獻出了自己的胡子。用普通的剃須刀片刮過胡子后，他用電子顯微鏡觀察了刀刃的變化。

雖然看起來刀好像還是完好如初，但剃完胡子后，刀刃上真的出現了一些裂痕。一旦形成裂紋，更嚴重的開裂問題也隨之而來。到最后，剃須刀越來越鈍的原因，是被胡子“刮”出了一個豁口。

在顯微鏡下，用過的刀尖已經出現了明顯的裂開和豁口。| DOI：10.1126/science.aba9490

我們印象中的刀尖變鈍，可能并不是因為刀尖裂開，而是因為和硬的東西接觸，刀尖被磨圓了。也就是從V字形變成了U字形。這種情況是正常的磨損，磨一磨就可以讓刀重新鋒利。

但是，剃須刀的損耗情況和上面提到的不同。因為它并不是磨圓，而是某些區域形成了缺口。也就是說，當我們在用剃須刀剃胡子時，胡子也在反過來在“切”刀。而柔軟的毛發，居然還真的把刀“切”出一個個裂口來。

刀：那我裂開？

為了解釋為什么會這樣，研究團隊開始試著模擬剃須的裝置，并加上了掃描電子顯微鏡來觀察切割的過程。

顯微鏡下的切頭發過程。

首先，他們想到，也許是因為有些人的胡須又粗又硬，就會對刀子造成比較嚴重的磨損。但情況好像并非如此，因為不管胡須直徑，厚度如何，似乎都會出現相似的豁口。

所以，就算只是一根頭發，也會讓刀尖裂開。也許這就是真的“以柔克剛”吧。

切割頭發后，刀中間有著比較明顯的豁口

還有什么能影響刀片的損壞程度呢？研究人員又模擬了其它一些情況，最終發現，刀切頭發的角度和刀刃本身的結構可能才是損壞刀尖的關鍵。

如果刀片不是垂直切割頭發，而是從側面斜切，刀片受到的損傷程度就會更大。

另一方面，如果這把刀子本身的合金材質不均勻，那刀刃也會出現更為嚴重的碎裂。

這是因為，當我們在顯微鏡下觀察時，頭發表面也并不是光滑的，而是排列了一層層瓦片一樣的細胞。不光滑的表面會讓刀片與頭發的機械作用更為復雜，使刀刃受到更強的應力。

而材質不均勻的刀刃，本身就帶有裂紋。切頭發時，本身的裂紋也會很容易擴展成更大的缺口。

從圖中可以看出，切頭發這事兒其實也挺復雜的。

因此，想要讓剃須刀片壽命長一點的話，垂直切割能夠盡可能不傷害刀刃。比起切更硬的東西，軟的東西傷害反而可能更大。這仿佛有點顛覆我們的常識，但這個原理在廚房中也適用，那些看起來柔軟的食物，像是番茄、奶酪和土豆，就算看著十分脆弱，卻可能會對刀刃產生無法補救的損耗。而更加專業的廚師，也往往會建議垂直切菜而不是斜著切。

在廚房中，垂直切菜對刀的傷害也會更小。| Pixabay

不過，研究者當前研究的還是金屬材料制成的刀。但其實數千年來，刀可不一定都是金屬做的，而其他材質的刀片也有著不同的特質。

史前時代，人們曾用木頭和石頭做刀，不過因為很容易用壞，在漫長的時間長河中被逐漸淘汰了。而如今，聲稱比鋼還要硬的陶瓷刀的確足夠堅固，能夠輕松地切開上面提到的柔軟物體，但韌性卻更低，可能一不小心就用碎了。

木頭做的刀，能用，就是一不小心可能會壞。| lumberjocks

不過也難免有些人會有另外一種奇思妙想。傳說中，當一個因紐特人需要刀子時，他居然用自己凍硬了的便便磨了一把刀，并且用它殺了一只狗。

想想是不是還挺合理的？（不是 | arstechnica

結果肯特州立大學的研究者還就真的想驗證一下這個故事的真實性。為了制作一把鋒利的“便便刀”，他逼自己堅持吃下富含蛋白質的食品，在-20℃的低溫下親手打磨了自己這把自產自銷的刀子。

？富含“營養”的刀 | arstechnica

最后的結果可想而知，他沒有成功，他這款“便便刀”，與其說是刀，還不如說是筆，只能在物體表面留下一些糞便痕跡。

切得很好，下次不要再切了。| arstechnica

盡管失敗，但他的好奇心還是值得鼓勵，獲得了2019年的搞笑諾獎。

還做了便便刀模具…………雖然但是，想法值得鼓勵。| arstechnica

雖然刀是我們生活中極為常見的用品，但無論是何種刀，它們切割物體的原理都沒有我們想象中的那么簡單。在不同物體表面，刀刃的壓力也會產生不同的復雜作用力，破壞分子、晶體或纖維等不同的結構。

不同的刀具也承擔著不同的角色。比如普通的尖銳的刀可能會壓扁柔軟的面包，所以切面包的刀并不像普通的刀，而是帶有鋸齒。將面包鋸開而不是切開，盡可能地減小面包的變形。

你有沒有注意過，面包刀都是有鋸齒的？| Pixabay

你生活中有見過什么奇怪的刀具嗎？是用來做什么的？

用刀真的是一門學問。請學好再用，注意安全。

本文來自微信公眾號“把科學帶回家”（ID：steamforkids），作者：萬物，36氪經授權發布。