[바이오토픽] 새로 밝혀진 면도(shaving)의 과학: 모발이 면도날을 무디게 하는 이유
종합 / Bio통신원
양병찬 (2020-08-13)

새로 밝혀진 면도(shaving)의 과학: 모발이 면도날을 무디게 하는 이유

ⓒ Wikipedia


강철은 인간의 모발보다 50배 강하다. 그러나 당신이 너무 자주 면도를 한다면, 면도날이 몇 주 이상 버티지 못하고 무뎌질 테니 숫돌에 갈거나 쓰레기통에 버려야 할 것이다.

면도날이 무뎌지는 이유가 뭘까? 연구자들은 오랫동안 "예리한 말단이 한 번 사용할 때마다 조금씩 마모되어, 점차 둥글둥글해지기 때문"이라고만 생각해 왔다.

그러나 새로운 연구에서(참고 1), 과학자들은 모발과 '절삭에 관여하는 강철' 사이에 훨씬 더 복잡한 상호작용이 이루어짐을 지적했다.

그들은 이례적인 첫 번째 단계─'수염 기르기'에서부터 시작했다. 연구자들은 3일 동안 턱수염을 기른 다음 면도를 했다. 그리고는 전자현미경을 이용해 면도날을 관찰했다. 그랬더니, '한 번 면도를 할 때마다, 금속이 면도날에서 서서히·균일하게 떨어져 나간다'는 통설은 거짓인 것으로 드러났다.

그 대신, 연구자들은 뭔가 황당한 점을 발견했다. 즉, 날의 날카로운 끄트머리를 따라 미세한 크랙이 형성된 다음, '이 빠진 흔적'이 생겨나는 것이었다.

그런 크랙이 형성되는 과정을 더 잘 이해하기 위해, 연구자들은 면도날과 모발을 현미경 아래에 설치한 후, 절단이 이루어지는 과정을 면밀히 관찰했다. 그 결과, 모발이 면도날을 정확히 90도 각도로 자를 때는 크랙이 전혀 형성되지 않는 것으로 나타났다. 그러나 면도날을 기울였을 때는─면도의 이상적인 조건─, 첫 번째 실험에서 관찰한 것과 동일한 '불가사의한 이 빠진 흔적'이 발견되었다. 즉, 절단하는 각도가 바뀌면, 날에 가해지는 스트레스가 증가하는 것으로 밝혀졌다.

면도날을 더욱 심층적으로 분석한 결과, 면도날 끄트머리의 거칢(roughness)이 '이 빠진 흔적' 형성 과정에서 일익을 담당하는 것으로 밝혀졌다. 인간의 눈에 면도날이 아무리 균일해 보여도, 면도날의 표면에는─심지어 포장을 갓 뜯은 후에도─요철(凹凸)이 수두룩하기 마련이다.

물론, 강철은 전체적으로 강하다. 그러나 부분적으로 살펴보면, 어떤 부분이 다른 부분보다 무르다. 이런 차이 때문에, 면도날의 효율을 저하시키는 요철이 생긴다. 연구자들은, 면도날의 급소(즉, 무른 부분과 강한 부분이 만나는 곳)에서 요철이 더 많이 형성된다는 사실을 발견했다. 다시 말해서, 모발이 비스듬한 각도로 무른 부분을 누르면 급소에 스트레스가 가해져, 크랙이 형성된다는 것이다.

이제 면도날이 무뎌지는 이유를 이해했으니, 연구자들의 다음 과제는 더 오래 견뎌내는 면도날을 개발하는 것이다. 전통적으로, 면도날은 강철을 연마함으로써 만들어진다. 즉, 회전하는 단단한 바퀴를 이용하여 주변의 재료를 제거함으로써 날카로운 말단을 형성한다. 그러나 그런 제조과정은 '불균등한 표면'으로 귀결된다.

더욱 균일한 말단을 만들기 위한 실험에서, 연구자들은 극단적인 압력을 이용하여 재료를 주조함으로써 '날카로운 쐐기' 모양으로 만드는 데 성공했다. 그들의 바람은, 조만간 새로 만든 면도날을 테스트함으로써 내구성이 향상되었음을 확인하는 것이다.

면도날의 수명을 늘리는 것은 환경에도 긍정적인 영향을 미친다. 미국환경보건국(EPA: Environmental Protection Agency)은 1990년, "매년 20억 개 이상의 면도날이 폐기된다"고 주정했다. 새로운 면도날은 그런 낭비를 원천적으로 차단할 것으로 기대된다.
 


※ 참고문헌
1. https://science.sciencemag.org/content/369/6504/689

※ 출처: Science https://www.sciencemag.org/news/2020/08/your-hair-can-crack-steel-when-it-hits-right-spot

정보출처: BRIC 바이오통신원
<본 기사는 기관에서 작성된 보도자료 또는 개인에 의해 작성 되었습니다.>
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