生活中，什么样的纸最容易划破手？结果让你意想不到

在翻阅书本或者整理文件时，突然手指一阵刺痛——被一张看似无害的纸张划出了一道小口子。这看似平常的小插曲，却隐藏着科学疑问：为什么薄薄的纸张常常能在无意间划破我们的肌肤，而有时你故意为之，反而连痕迹都难以留下?

丹麦技术大学几位物理学家惊讶地发现，这个看似平常的现象竟然在科学界是个研究空白!他们决定深入探究——究竟是什么样的纸张、以何种方式，能够成为我们手指的隐形刺客?而答案，可能会出乎你的意料。

究竟什么样的纸张能够成为手指的隐形刺客?

“最锋利的刀”

这几位科学家找来了不同材质、厚度的纸制品，包括纸巾、杂志、书页、打印纸、照片和名片等(它们的厚度在30微米到220微米之间)，并用它们进行了一系列切割测试。鉴于他们都不太想贡献自己的手指，实验中用的“手指”其实是用弹道明胶制作的模型。这是一种专门用于模拟人类和动物肌肉组织的材料。

研究者将剪成条状的纸片夹在特制实验装置中，让它们从“模拟的手指”表面切过，然后用摄像机记录下整个过程。实验之外，他们还利用数学模型进行了计算验证。

通过实验，他们发现：在相同的切割角度下，当纸很厚时，切割时只能让明胶凹陷下去，但不能成功切开明胶;而当其他条件保持不变，换用薄一点的纸时，就能够切开明胶了——这说明纸越薄越锋利，但纸也不是越薄就越好;因为当他们换用更薄的纸时，纸不仅没能切开明胶，还把自己给压弯了。此外，他们还测试了不同切割角度下，纸切破明胶手指的难易程度。结果发现，切割时纸和明胶表面的夹角越小，越容易切开口子。

换句话说，纸能不能切开皮肤，实际上是看在应力增加的过程中，纸和皮肤谁先达到承受极限——先达到皮肤的极限就可以成功切开皮肤，先达到纸的承受极限就会让纸发生屈曲。越薄的纸越锋利，但也更容易达到自身发生屈曲的极限。而当一张纸能够给皮肤的最大应力，刚刚能够切开皮肤，又刚刚不至于发生屈曲时，这种厚度的纸就是最容易划伤手指的纸。

那么，什么厚度的纸才是最锋利的纸呢?

通过多次实验结果显示，厚度65微米的纸最容易造成割伤。太薄和太厚的纸割破手指的风险都比较小，因为前者在施力时很难维持自身形状，而后者与手指的接触面积足够大，它只会使手指皮肤下压变形，而无法将其割开。几位研究者还算出，在真实生活中，65微米厚的纸能成功切开手指的可能性为21%，换句话说，如果你翻阅的纸厚度刚好为65微米，那么平均这种纸每划过你的手指5次，就有1次成功划伤手指，好危险!

纸张的锋利程度，除了与它的“身材”——也就是厚度紧密相关，还和它的“舞姿”——施力的角度有很大的关系。如果你只是垂直地把纸片边缘压下去，它就像个乖巧的宠物，不会给你带来任何伤害。但是，一旦你让纸片以接近水平的角度“翩翩起舞”，它就能像一把锋利的餐刀一样，轻松地切开牛排——或者你的手指。科学家们通过实验发现，当纸片切割方向与水平面的夹角大于25°时，无论是哪一种厚度的纸张都不会割破模拟手指。所以，下次你拿起纸张时，记得控制好你的方向，避免不必要的“刀光剑影”。

“最危险的纸”

按理说，这些信息已经足以帮助人们减少纸张带来的伤害，但这几位科学家的脑洞并没有就此关闭：那么，我们生活中什么纸是“最危险的纸”呢?

其实，生活中，许多点阵打印机用纸的厚度就刚好是65微米，此外，很多报纸的厚度也差不多。不过常见的A4打印纸厚度大约为100微米，它划伤手指的能力要稍低一些。

作为科研人员，这几位研究人员还专门指出：两大学术期刊《科学》(Science，55微米)和《自然》(Nature，49微米)厚度都接近65微米，十分危险!所以提醒广大的科研人员，在追逐科学前沿的同时，也要当心自己的手指，让知识“轻轻地流淌在指尖”。

纸划手的3种结果(图片来源：原论文)

既然纸片能割破手指，那为什么不试着用它来发挥更大的作用呢?是不是可以用它来切东西呢?想到这些的研究人员为此专门用3D打印机制作了一种刀架，还做了一把“纸刀”。这把“纸刀”的刀身也是由3D打印制成，而刀刃则是最为锋利的65微米厚度的打印纸。根据研究者的说法，只要控制好切割手法，它就能超轻松地切开苹果、黄瓜、辣椒等一系列蔬菜食材，甚至还能切得动鸡肉。

目前，相关成果已经整理成论文，发表在了期刊《物理评论E》(Physical Review E)上，感兴趣可以去读一读。3D打印数据也已上传，可自行下载。任何人都可以利用研究者分享的打印文件制作这把“奇特的刀”，亲自测试一下它的威力。当然，这肯定不是一把耐用的刀子：纸片刀刃一旦浸湿就会彻底报废，必须更换。尽管如此，请不要失去进行科学小实验的耐心，它可能会“切”开你新的视野哦。

编辑：王子 审编：益申合