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カミソリの刃は、なぜ意外と長もちしないのか? そのメカニズムから次世代素材のヒントが見えてきた

 カミソリの刃は強度が高い金属でつくられているのに、なぜ思ったより早くだめになってしまうのか--。そんな素朴な疑問を抱いたマサチューセッツ工科大学(MIT)の研究者たちは、電子顕微鏡でカミソリが毛を“切る”ところを観察した。そこから明らかになってきたメカニズムには、長もちする刃を開発するためのヒントが隠されていた。

TEXT BY ERIC NIILER

TRANSLATION BY YUMI MURAMATSU

WIRED(US)

I_VALENTIN/GETTY IMAGES
I_VALENTIN/GETTY IMAGES

在宅勤務が続いて、毎日ひげそりをする習慣がなくなった人もいることだろう。とはいえ、カミソリの刃が長もちすることを望まない人などいるだろうか。

一般的に複数枚の刃がついたカートリッジは、たった1~2週間でカミソリ負けするようになり、捨てられてしまう。だが、もし半年や1年もつカミソリの刃を開発できたとしたら--。そう考えたのが、マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究者たちである。

研究者たちは、柔らかい毛をカミソリでそっただけでも刃が早くだめになる理由を突き止めようと、実験に取り組んだ。まず、研究チームは走査電子顕微鏡でカミソリが毛を“切る”ところを観察して記録するうちに、毛によって刃の表面が欠けていくことに気づいた。

論文誌『Science』に掲載された今回の研究の共著者でMITの材料科学の教授であるセム・タサンによると、カミソリの刃が毛を切る能力は、こうした非常に小さな欠損によって損なわれるのだという。これは誰も予想しなかった発見だった。

「わたしたちは、より長もちする、さらに優れた新しい材料を設計したいのです」と、タサンは言う。「カミソリの刃の問題は、典型的な事例です。わたしたちは刃がすぐだめになることに慣れてしまっていて、そのことについて深く考えません。何週間か使ったら新しい刃に交換してしまうわけですから」

顕微鏡で刃を観察して見えてきたこと

タサンによると、カミソリの刃はマルテンサイト鋼でつくられる。マルテンサイト鋼は、知られている金属のなかで最も頑丈な材料のひとつで、19世紀ドイツの金属工学者にちなんで名づけられた。焼き入れと焼き戻しによって強化された非常に硬い合金で、市販のカミソリや手術器具、ボールベアリング、自転車のディスクブレーキに使われる。

タサンをはじめとする研究チームが見つけたのは、このようにマルテンサイト鋼の強度が非常に高いにもかかわらず、何回かカミソリを使うと刃がすぐにだめになってしまうことだった。

タサンと大学院生のジャンルカ・ロシオーリは、カミソリでひとそりするごとに刃の摩耗がどれだけ進行するか検査する実験を考案した。市販のさまざまなカミソリを検査したあと、研究チームはすべてのカミソリで同じように強化された非常に硬い合金が使われていることを発見した。材料が似ていたことから、実験では1種類のブランドのみを使用した。

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