内容
1 理解锐度2 影响锋利度的因素3 刀片锋利度4 纸张边缘5 6 比较纸和刀7 为什么被纸割伤会这么痛8结论
被纸割伤是一种常见但又令人意外的痛苦经历，许多人想知道一张纸怎么会割破皮肤。这种好奇心延伸到纸和刀的锋利程度。本文深入探讨锋利背后的科学原理，探索切割的力学原理，并比较纸张边缘和刀片的特性。
理解清晰度
锋利度是衡量物体切入或穿透其他材料的能力的指标。它由以下几个因素决定：
边缘厚度：刃口越薄，施加的力越集中，越容易切割。
边缘平滑度：更光滑的边缘可减少切割过程中的阻力。
边缘角度（边缘几何形状）：边缘两侧相接的角度；角度越大，通常边缘越锋利。
影响锋利度的因素
材料硬度：较硬的材料可以更长时间地保持锋利的刀刃。
边缘完整性：缺陷或锯齿状的存在会影响切割效率。
施加力和运动：施加力的方式（例如切片与按压）会影响切割效果。
刀片清晰度
刀具边缘几何形状
刀具经过精心设计，适合切割，具有精细打磨的刀刃和精确的几何形状。
锐化角度: 刀具的典型磨刀角度范围为 15 30来度 每边。
日本刀：通常在 15度 每侧切成更细的片。
西式刀：通常在 20度 每侧均具有耐用性。
总边缘角度：两侧的角度总和；对于每侧磨成 20 度的刀，总角度为 40 度。
图片来源：Scienceofsharp
切削刃厚度
微观薄度：锋利的刀刃可以薄到 0.3 到 3 微米 （微米）。
剃刀片：更薄，边缘尺寸约为 0.1 到 0.3 微米.
刀具的材料特性
硬度：由高碳钢或不锈钢制成，以保持锋利。
边缘保留：长时间使用后能够保持锋利的边缘。
锐化性：刀片可以轻松重新磨锐以恢复其锋利度。
图片来源：Scienceofsharp
纸张边缘
纸张边缘的特征
乍一看，纸张似乎无害，但它的边缘却具有独特的特性。
静电复印纸厚度：标准办公用纸厚度约为 100微米 （0.1毫米）。
边缘不规则：在显微镜下，纸张边缘显露出来 锯齿状，由相互交织的纤维组成。
缺乏精准优势：与刀不同，纸张的边缘没有打磨得很锋利。
图片来源：SEM nanofabrication.tumblr.com
为什么会发生纸张割伤
滑行运动：纸张割伤通常发生在边缘 快速滑过皮肤，施加剪切力。
剪切力与压缩力：皮肤更容易因剪切应力而撕裂，而不是直接压力。
边缘刚度和薄度：纸张的薄而硬的边缘可以将力集中在一小块区域上。
不规则撕裂：锯齿状边缘会不均匀地撕裂皮肤，影响更多的神经末梢并造成更大的疼痛。
纸与刀的比较
切割机制
刀：主要通过 切片和压制，利用锋利、光滑的边缘将材料干净地分离。
Paper：导致切断 剪切力 当边缘移过皮肤时。
边缘几何差异
刀：具有明确的锐角和光滑的微观边缘。
Paper：缺乏明确的边缘角度，边缘结构粗糙，纤维状。
材料特性
刀：由耐用的金属制成，可以保持和恢复锋利度。
Paper：由纤维素纤维制成；柔韧且易变形。
断裂力学与切割
应力集中：当某一点的应力超过材料强度时，就会发生切割。
裂纹萌生和扩展：锋利的边缘容易导致被切割材料出现裂纹并蔓延。
为什么被纸割伤会这么痛
视频来源：Insider Tech
结语
虽然纸和刀都能划破皮肤，但由于它们具有不同的物理特性，划破皮肤的机制也不同。刀被设计得非常锋利，刀刃的几何形状精确，厚度以微米为单位，因此可以用最小的力气有效地切割材料。纸虽然不是传统意义上的锋利，但当其薄而坚硬的边缘快速划过皮肤时，仍会造成割伤，产生剪切力并导致撕裂。
了解锋利度和切割力学背后的科学原理不仅可以满足好奇心，还可以强调小心处理日常物品的重要性。无论是一把磨得非常锋利的刀还是一张简单的纸，在适当的条件下都有可能造成伤害。
作者：Aleks Nemtcev | 在LinkedIn上与我联系
来源：
西部纳米制造设施 nanofab.uwo.ca
量化尖锐 scienceofsharp.com