У кого волосся міцніше: слона, людини або капібари

Науково встановлено, що більш товсте волосся не завжди виявляється більш міцним. Наприклад, волосся маленької дитини може бути міцнішими за волосся дорослого. А волосся з шерсті слона не витримує порівняння з волоссям людини. І це попри те, що воно в чотири рази товще!

Це всього лише один з висновків дослідників, що вивчають силу волосся у багатьох ссавців. Їхня робота, опублікована в журналі Matter, показує, що тонке волосся, як правило, сильніше. І причина – в самому характері розриву. «Ми були дуже здивовані результатом, – каже перша авторка Вень Янг, дослідниця наноінженерії у Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго. – Оскільки інтуїтивно ми думаємо, що товсте волосся сильніше. Натуральні матеріали пройшли тисячі років еволюції, тому ми сподіваємося вчитися у природи і розробляти синтетичні продукти з порівнянними властивостями».

Попередні дослідження показали, що людське волосся має міцність, яку можна порівняти зі сталлю, з урахуванням щільності, пише sciencedaily.com. Це відбувається через ієрархічну структуру волосся: людська волосина складається із зовнішнього шару, званого кутикулою, який обволікає внутрішню частину, що складається з безлічі дрібних волокон, з'єднаних хімічними зв'язками. Усередині кожного волокна є ще більш дрібні волокна. Ця структура дозволяє волоссю, яке зробленеі з білків, бути стійкими до деформації.

Янг і її команда, в тому числі дослідники з груп Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і Каліфорнійського університету в Берклі, зібрали зразки волосся восьми різних ссавців: людей, ведмедів, кабанів, коней, капібар, дротиків, жирафів і слонів. Усі вони розрізнялися за товщиною: наприклад, людське волосся має товщину до 80 мкм, а у слонів і жирафів – понад 350 мкм.

Дослідники виявили, що тонке волосся здатне витримувати більшу напругу. Наприклад, тонке волосся дитини було сильнішим, ніж густе волосся дорослої людини.

Вивчивши зламане волосся за допомогою електронного мікроскопа, команда виявила, що хоча більшість волосся має подібну структуру, рветься воно по-різному. Волосся діаметром більше 200 мкм, таке як у кабанів, жирафів і слонів, просто ламається посередині. Волосся тонше 200 мкм, таке як у людей, коней і ведмедів, рветься в режимі зсуву. Це схоже на те, як ламається гілка дерева під час шторму. Матеріали, які рвуться в режимі зсуву, можуть витримувати більший натяг і, отже, будуть міцнішими.

Дослідники вважають, що їхні результати можуть допомогти вченим розробити кращі синтетичні матеріали. Поки що сучасні технології не здатні створювати матеріали, які так само хороші, як волосся, і мають настільки ж складну структуру.