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這里是科學美國人——60秒科學系列，我是蘇珊娜·巴德。
所有哺乳動物都有毛發，貓咪或考拉身上的通常被稱為“毛”。個體毛發的粗細程度因物種而不同。例如，大象毛發比成年人頭發粗四倍。
“通常，動物體型越大，其毛發往往越粗。”
加州大學圣地亞哥分校的材料科學家楊文（音譯）說到。她感興趣的是毛發這種生物結構如何在壓力下保持完好。這種興趣來自于設計出更優合成材料的渴望。
楊的團隊測試了包括人類在內的八種哺乳動物毛發的抗張強度。他們讓這些毛發承受越來越強的張力，直到纖維斷裂。研究人員原本以為長頸鹿、大象和野豬身上的粗密毛發會更加結實。但他們想錯了。
“有趣的是，我們發現毛發越細越結實。”
事實上，在這項研究中，成人頭發的強度位居前列。而最細的兒童頭發則更加緊固。
楊的團隊用掃描電子顯微鏡仔細觀察了這些毛發。所有毛發都由角蛋白構成。顯微鏡觀察發現了角蛋白纖維的特殊斷裂模式，而角蛋白纖維由保護性的外角質層和提供強度的內部皮層組成。
顯微鏡圖像顯示，較粗毛發的皮層在被折斷時時容易斷裂，留下干凈平整的直茬。但較細毛發的內部皮層斷裂茬口并不平整。楊將這一過程比作一股強風吹倒大樹。在這種情況下，樹干往往以一定角度斷裂。這種斷裂是一種力量的標志，相比干脆的斷裂，這種斷裂需要消耗更多張力。
研究人員發現，這兩種斷裂之間的分界值大約是200微米，約比人類的頭發粗2.5倍。
這項研究發表在《物質》期刊上。
楊現在正嘗試在實驗室里用三維打印來模擬毛發的復合結構。一旦這項技術完善到納米級，這些人造纖維就可以用來制造各種堅固的材料，用于建筑甚至救援行動，比如制作幾乎不會損壞的繩索。
到那時，我們就要滿足于一種知識，即不到1000根人類頭發就可以支撐一個人的體重。想想美發店地板上留下的力量吧。
謝謝大家收聽科學美國人——60秒科學。我是蘇珊娜·巴德。
譯文為可可英語翻譯，未經授權請勿轉載！
