人を吊るすのがそんなに変なことなの？あなたの髪は象の髪よりもずっと強いです。

要点

★ 理論的には、髪の毛一本でトラックを持ち上げることができます。

★ 毛が太いほど、強いです。人間の髪の毛は象の毛よりもはるかに太く、それよりも強いです。

最近、地下鉄の手すりに髪の毛をぶら下げている女性のビデオが話題となり、この若い女性の髪の毛の質の高さに誰もが驚嘆した。

しかし、誰もがこの行動を真似してはいけません。なぜなら、この女性はプロの空中ブランコのサーカス芸人で、よく髪の毛で首を吊るのですが、これにはかなりの訓練が必要で、髪型にも特別な要件があるからです。一般人が軽率に試すと、重傷を負う可能性があります。その後、女性も出てきて謝罪し、ただ面白い動画を撮りたかっただけで、皆さんに迷惑をかけるとは思っていなかったと述べた。

では、髪はどれくらい強くなれるのでしょうか?髪の太さは髪の強さと関係があるのでしょうか？次にこの問題について話しましょう。

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私たちの髪はトラックを持ち上げることができる

材料科学では、通常、強度を使用して材料の引張/圧縮特性を測定します。単位断面積あたりに材料が安定して耐えられる最大の力を示します。これは素材固有の特性であり、サイズとは関係ありません。

たとえば、同じ太さの鋼線とジャガイモの千切りを手で引っ張って同じ力を加えると、ジャガイモの千切りが先に壊れますが、鋼線は壊れません。鋼線の引張強度はジャガイモ線よりも高いと考えられます。

鋼線（左）とジャガイモの細切り（右） | pixabay、トゥチョン

この基準によれば、研究者たちは人間の髪の毛が非常に強く、鋼鉄にさえ匹敵することを発見しました。

計算によれば、500～1,000本の毛が成人の体重を支えることができるそうです。普通の人の頭には約 10 万本の髪の毛があり、その総重量は 5 トン、つまり大型トラックを持ち上げられるほどの重さに耐えることができます。

日常生活でも、髪の毛を抜くときには根元から抜くため、途中で切れることはほとんどないことが簡単にわかります。これは、人間の髪の毛が非常に強いことを示しています。人の髪の毛を全部束ねて強く引っ張ると、頭皮は剥がれるかもしれませんが、髪の毛は切れません。

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髪の毛が太いほど、パワーが増す？いいえ

ほとんどの動物には毛があります。人間には髪の毛、汗毛、ひげがあり、猿には体毛があり、羊には羊毛があります。毛の太さは動物によって異なり、同じ種でも成体と幼体では毛の太さが異なります。

しかし、髪の強さと太さにはどのような関係があるのでしょうか?科学者たちは実験を行ったが、その結果は少し予想外のものでした。

象の毛（上）と人間の毛（下） |ピクサベイ

人間の髪の毛は哺乳類の中では比較的細く（直径約0.06mm）、一方、キリンやゾウの毛は比較的太いです。米国カリフォルニア大学の科学者たちは、さまざまな動物の毛を集め、その強度を研究しました。

研究者たちは、毛髪の直径が大きくなるにつれて毛髪の強度が減少すること、つまり毛髪が太いほど強度が弱くなることを発見して驚きました。象の毛は人間の髪の毛の6～7倍の太さがありますが、その強度は人間の髪の毛の半分しかありません。

そこで疑問なのは、髪の強さを決める要因は何でしょうか?

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髪の強さを決めるものは何ですか?皮質が優位である

顕微鏡で見ると、髪の構造は多層構造になっています。たとえば、人間の髪の毛は、角質層、髄質、皮質、ミクロフィブリル、フィブリル、ポリペプチド鎖などで構成されています。

人間の髪の構造 |百度百科事典

角質層は表皮とも呼ばれ、毛根から毛先まで魚の鱗のように並んでおり、温水やアルカリにさらされると膨張します。髪が外部からの物理的ダメージに抵抗するのを助け、髪の総重量の約5～15%を占めます。

皮質は表皮の内側にあり、タンパク質細胞と色素細胞で構成されています。髪の毛の主体であり、髪の毛全体の構成の約80％を占めます。繊維状の皮質細胞が含まれており、髪に弾力性と強度を与えます。髪への物理的および化学的影響（切れ毛や縮れなど）はこの層に起因します。

髄質層は髪の毛の中心部に位置し、髪の毛全体の0～5%を占めるだけです。主に髪のサポート役となり、髪質にはあまり影響しません。

すべての層構造の中で、皮質は動物の毛の強度に決定的な役割を果たします。外側のキューティクルは髪の毛を無傷に保つために存在します。

研究によると、細い毛（直径0.2mm未満）を伸ばすと、毛皮質内の繊維が主に相互の剪断滑りによって損傷を受けるが、この方法は通常、より大きな外力に耐えることができる。一方、毛髪が太い場合、垂直方向の亀裂は主に皮質内部で発生し、より小さな外力にしか耐えられません。

毛髪（皮質）のせん断滑りと垂直破壊、前者はより大きな張力に耐えることができます |著者提供の画像

科学者たちは、この違いは髪の毛の大きさに対する欠陥によって生じると考えています。毛髪の細胞は完全には整っていない（欠陥がある）ため、毛髪が細いと毛髪の直径に対して欠陥が大きくなり、せん断滑りが発生しやすくなります。髪が太い場合、髪のサイズに比べて欠陥が小さくなるため、縦方向の破損が発生しやすくなります。髪の毛が太いほど、弱くなるのはそのためです。

この研究でテストされたすべての毛髪の中で、細い毛髪ほど強いことが分かりました。しかし、何事にも例外はあり、イノシシも例外です。研究によると、イノシシの毛はゾウの毛と同じくらい太いが、強度は半分以下だという。これは、おそらく人間が食事のときに剃りやすくするために、その毛が特殊であり、一般に毛穴が多く、引張強度が大幅に低下しているためです。

イノシシ: 私を食べるって聞いたけど? |ピクサベイ

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天然の毛は非常に強く、バイオニクスに適した素材です。

科学者はなぜ髪の毛にこだわるのでしょうか?アプリケーションのニーズにも対応します。

ほとんどの動物の毛皮質には高強度のタンパク質繊維が含まれており、金属に匹敵する引張特性を備えています。天然の毛髪の組成と構造を模倣し、十分な強度を持つ合成材料を生産できれば、無毒、無害、生物学的に安定した方法で金属を置き換えることができると期待され、バイオメディカルの分野で大きな可能性が期待されます。

さらに、科学者たちはメラノソームが髪を強くすることも発見しており、そのため暗い髪（黒髪など）は明るい髪（白髪など）よりも強くなります。これも高強度合成材料の研究方向です。

それで、あなたはそれを知っていますよね？黒髪はどれくらい重要ですか？

著者: リン・チアン、上海交通大学、機械工学科

編集者 |ディン・ゾン

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