Tıraş bıçaklarının üretiminde kullanılan paslanmaz çelik en sert malzemelerden biridir. Hatta tıraş bıçakları, çoğu zaman paslanmaz çelikten de çok daha sert olan elmas benzeri karbonla kaplanır. Ancak yine de pek çok tıraş bıçağı en fazla birkaç kez kullanıldıktan sonra körelir. Peki nasıl oluyor da sakal gibi yumuşak bir yapı bu kadar sert bıçakları köreltmeyi başarıyor? Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde çalışan Prof. Dr. Cem Taşan ve öğrencileri deneysel ve kuramsal yöntemlere başvurarak bu soruya cevap aramışlar.

Tıraş bıçaklarının körelmesinin ana nedeninin zamanla bıçağın aşınması ve keskinliğini kaybetmesi olduğu düşünülebilir. Ancak araştırma ekibinin üyelerinden Dr. Gianluca Roscioli, tek kullanımlık tıraş bıçaklarıyla kendi sakalını tıraş edip taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) tıraş bıçaklarının son hâllerini görüntülediğinde, bıçakların aşınarak körelmediğini ancak bazı yerlerinde kırılma ve dökülmeler olduğunu görmüş.

Tıraş bıçaklarındaki kırılma ve dökülmelerin neden ve nasıl ortaya çıktığını anlayabilmek için önce kontrollü tıraş deneylerinin yapılmasına imkân veren bir mikromekanik alet üretilmiş. Taramalı elektron mikroskobunun içine sığacak kadar küçük olan alette tüylerin ve tıraş bıçaklarının sabitlenmesine yarayan iki kıskaç var. Ayrıca alet kesme açısı ile kesme mesafesinin ayarlanmasına da imkân veriyor.

Araştırmacılar, bir sonraki aşamada, piyasada satılan çeşitli tıraş bıçaklarını mikromekanik aletin içine yerleştirip etraftaki iş arkadaşlarından topladıkları tüylerle kontrollü deneyler yapmışlar. Bu sırada taramalı elektron mikroskobuyla yüksek çözünürlüklü görüntüler almışlar. Elde edilen sonuçlar, tüylerin kalınlığından bağımsız olarak, tıraş bıçağının tüylere dik olarak temas etmediği durumlarda kırılma ve dökülmelerin ortaya çıktığını göstermiş.

bicakdokulme.png

Tıraş bıçaklarının SEM ile alınan görüntülerinde kırılma ve dökülmeler görülüyor.

Araştırmacılar tıraş bıçaklarının körelmesine yol açan koşulları daha iyi anlayabilmek için bilgisayar benzetimi yöntemini kullanmışlar. Kesme açısı, kuvvetin uygulanma yönü ve çeliğin bileşimi gibi parametreler değiştirilerek çok sayıda bilgisayar benzetimi yapılmış. Sonuçlar kırılma ve dökülmelerin ortaya çıkması için üç koşulun var olması gerektiği gösteriyor: tıraş bıçağının tüylere dik olmayan bir açıyla temas etmesi, çeliğin bileşiminin heterojen olması, bıçağın tüye temas eden kısmının heterojen yapıdaki zayıf bir bölge olması.

Prof. Dr. Cem Taşan bu üç koşul bir araya geldiğinde mikro yapıdaki bozuklukların uygulanan basıncın yoğunlaşmasına sebep olduğu bir durumun ortaya çıktığını söylüyor. Mikro ölçekte bir çatlak ortaya çıktığında, malzemenin heterojen yapısı nedeniyle bu çatlak hızla büyüyor ve dökülmeler ortaya çıkıyor.

Araştırmacılar tıraş bıçaklarının körelmesine sebep olan koşulları bulduklarını, gelecekte bu bilgilerden yaralanarak daha uzun ömürlü tıraş bıçakları üretmek için çalışmalar yapacaklarını söylüyorlar.

Prof. Dr. Taşan, yaptıkları araştırmalar sırasında malzemelerin mikro yapısını inceleyerek nasıl daha dayanıklı hâle getirilebileceklerini bulmaya çalıştıklarını söylüyor. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar da zaten sadece daha sağlam tıraş bıçaklarının değil genel olarak daha sağlam metallerin ve alaşımların nasıl üretilebileceği hakkında bilgi veriyor.    

Araştırma ile ilgili detaylı bilgiye Dr. Gianluca Roscioli ve arkadaşlarının Science’ta yayımladıkları makaleden ulaşabilirsiniz.