頭發有兩個主要組成部分。一個是皮層,由平行纖維構成。另一個是有著無定形結構的基質。基質對頭發變形的速度敏感,而皮層對此不敏感。于解釋說,這2種成分的組合讓頭發有能力經受較高的壓力和拉力。
當把頭發拉長,它的結構會以特定方式改變。在納米層次上,頭發中的每根皮層纖維都是由數千個盤卷的螺旋形分子鏈構成的,這種分子鏈叫做“α螺旋鏈”。當頭發出現變形,α螺旋鏈會展開,并變成折疊片結構,稱為“β折疊片”。這種結構上的改變使得頭發能承受較大的變形而不斷裂。
這種結構變化部分可逆。如果頭發受到的拉力較小,它能恢復原形。如果進一步拉伸,這種結構變化會變得不可逆。該研究的作者之一王斌(音譯)說:“頭發是常見的材料,卻有著很多令人入迷的特性。”
該團隊還在不同的濕度和溫度下對頭發進行了拉伸測試。在較高濕度的情況下,頭發在斷裂前能承受70%至80%的變形。水會“軟化”頭發。它會進入基質,打破連接一根頭發中各個細絲的硫鍵。研究人員還發現,在60攝氏度時,頭發開始出現永久性損傷。超過這個溫度,頭發會在較低的壓力和拉力下更快斷裂。
目前,這個團隊正在就水對人類頭發特性的影響作進一步研究。此后,該團隊將研究清洗頭發如何促使它恢復原有形狀的詳細機制。(編譯/朱捷)
資料圖片:頭發的比強度可以同鋼鐵相比擬。(圖片來源于網絡)
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