Một trong những hình ảnh quen thuộc tại các tiệm cắt tóc truyền thống là người thợ cầm dao cạo thẳng, miết liên tục lưỡi dao lên một dải da thuộc trước khi bắt đầu cạo râu cho khách hàng.
Thao tác này đã tồn tại hàng trăm năm, gần như kể từ khi dao cạo thẳng xuất hiện. Phần lớn thợ cắt tóc đều tin rằng nếu bỏ qua công đoạn trên, chất lượng cạo sẽ giảm đáng kể.
Thoạt nhìn, việc sử dụng da bò để xử lý một lưỡi dao bằng thép có vẻ khó hiểu. Tuy nhiên, nghiên cứu của John Verhoeven, nhà khoa học vật liệu tại Đại học bang Iowa (Mỹ), cho thấy phía sau động tác tưởng chừng đơn giản này là những hiện tượng cơ học khá phức tạp.
Lưỡi dao cạo mỏng hơn sợi tóc gần 200 lần
Theo nghiên cứu của Verhoeven, phần chóp của một lưỡi dao cạo thẳng sau khi được hoàn thiện có độ rộng khoảng 0,4 micromet. Trong khi đó, đường kính trung bình của một sợi tóc người vào khoảng 70 micromet.
Nói cách khác, cạnh dao cạo mỏng hơn sợi tóc mà nó chuẩn bị cắt gần 200 lần. Độ bo tròn tại phần chóp lưỡi chỉ khoảng 40 nanomet, tương đương vài trăm nguyên tử xếp cạnh nhau.
Đây cũng là lý do dao cạo thẳng có cấu tạo khác biệt so với dao làm bếp thông thường. Trong khi lưỡi dao cạo có góc khoảng 17 độ, những con dao làm bếp được thử nghiệm có góc lưỡi khoảng 40 độ.
Với cấu trúc mỏng như vậy, cạnh dao cạo không còn hoạt động giống một khối thép cứng mà gần với một lá kim loại siêu mỏng. Khi chịu lực, nó có thể bị uốn cong hoặc nứt vỡ nếu tiếp xúc với vật thể ở góc không thuận lợi.
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) từng quan sát quá trình cắt những sợi tóc đơn lẻ bên trong kính hiển vi điện tử. Kết quả cho thấy khi lưỡi dao tiếp xúc vuông góc với sợi tóc, cạnh thép gần như không bị ảnh hưởng. Nhưng nếu sợi tóc uốn cong và lưỡi dao tiếp cận theo góc nghiêng, những mảnh kim loại siêu nhỏ có thể bong ra.
Mỗi vết sứt lại tạo thành một điểm tập trung ứng suất, khiến những khu vực lân cận dễ bị tổn thương hơn. Theo thời gian, các vết hư hại tích tụ khiến dao cạo dần mất độ sắc bén, kéo giật râu và gây khó chịu cho người sử dụng.
Vì sao dao vừa mài xong vẫn chưa đủ sắc?
Một vấn đề khác ít được chú ý là quá trình mài dao có thể để lại những dải kim loại thừa ở cạnh lưỡi, được gọi là ba via.
Khi mài dao, các hạt mài hoạt động giống những chiếc lưỡi cày siêu nhỏ, liên tục cạo và đẩy kim loại dọc theo bề mặt. Khi tiến đến cạnh lưỡi, phần kim loại thừa không còn chỗ dịch chuyển nên bị đẩy tràn sang phía bên kia. Áp lực cũng có thể khiến phần chóp mỏng bị uốn cong.
Trong các thử nghiệm của Verhoeven, bánh mài để lại ba via rộng từ 1 đến 4 micromet. Ngay cả đá mài nước Nhật Bản có độ mịn cao cũng tạo ra phần kim loại thừa rộng khoảng 0,5 micromet.
Điều này khiến một lưỡi dao vừa mài xong chưa chắc đã đạt độ hoàn thiện cần thiết để cạo râu êm ái. Nếu không xử lý ba via, phần kim loại mỏng và thiếu ổn định này có thể khiến cạnh dao hoạt động kém hiệu quả.
Da thuộc có thực sự giúp làm sắc dao?
Để kiểm chứng tác dụng của da thuộc, Verhoeven từng tiến hành thử nghiệm với hai loại vật liệu gồm da chuyên dụng để miết dao và da dùng trong ngành sửa chữa giày.
Ông mài những lưỡi dao làm bếp bằng đá nước mịn, sau đó thực hiện 40 lượt miết trên da sạch trước khi quan sát dưới kính hiển vi.
Kết quả khá bất ngờ: gần như không có thay đổi đáng kể. Những vết xước trên bề mặt vẫn tồn tại, trong khi phần ba via chỉ nhỏ đi đôi chút hoặc không thay đổi.
Tuy nhiên, các thử nghiệm này được thực hiện trên dao làm bếp có góc lưỡi 48 độ, khác biệt đáng kể so với dao cạo thẳng có cạnh mỏng và dễ uốn cong hơn nhiều.
Ở vòng thử nghiệm tiếp theo, Verhoeven phủ lên da thuộc một hợp chất mài màu xanh chứa oxit crom, với kích thước hạt khoảng 0,5 micromet.
Lần này, kết quả thay đổi rõ rệt. Hợp chất mài giúp làm mờ những vết xước trên bề mặt, đồng thời loại bỏ cả những dải ba via lớn do bánh mài thô tạo ra.
Khi so sánh với các phương pháp hoàn thiện khác, da thuộc có phủ hợp chất mài cho hiệu quả loại bỏ ba via tốt nhất. Điều đó cho thấy vật liệu này thực chất hoạt động như một loại đá mài rất mịn, trong đó lớp da mềm đóng vai trò giữ các hạt mài tại chỗ.
Vì sao phải kéo dao theo chiều ngược lại?
Một chi tiết quan trọng trong thao tác miết dao là người thợ luôn để phần sống dao đi trước, còn cạnh sắc theo sau.
Khác với đá mài cứng, da thuộc có độ mềm và đàn hồi. Nếu kéo dao với cạnh sắc dẫn đầu, phần chóp có thể cắm vào bề mặt da giống như lưỡi cày xới đất, thậm chí tạo ra ba via mới thay vì loại bỏ chúng.
Thiết kế lưỡi lõm đặc trưng của dao cạo thẳng cho phép cả sống dao và cạnh sắc cùng tiếp xúc với bề mặt da. Nhờ vậy, người thợ có thể duy trì góc tiếp xúc ổn định trong mỗi lượt miết.
Đáng chú ý, thanh thép đánh bóng mà các đầu bếp thường sử dụng cũng có chức năng khác với da thuộc. Thanh thép chủ yếu uốn phần ba via sang một bên rồi ép nó sát vào bề mặt lưỡi dao, tạo cảm giác sắc hơn nhưng không thực sự loại bỏ phần kim loại thừa.
Trong khi đó, da thuộc có phủ hợp chất mài có thể bào mòn phần ba via, giúp cạnh dao đạt độ mảnh cần thiết.
Điều gì vẫn chưa được khoa học giải đáp?
Mặc dù tác dụng của da thuộc có phủ hợp chất mài đã được chứng minh qua thử nghiệm, hiệu quả của da thuộc sạch trước mỗi lần cạo vẫn chưa có lời giải chắc chắn.
Một giả thuyết được đưa ra là quá trình cạo râu có thể khiến cạnh dao siêu mỏng bị đẩy lệch khỏi vị trí ban đầu. Những lượt miết nhẹ trên da thuộc sau đó giúp đưa cạnh dao trở lại trạng thái thẳng hàng.
Giả thuyết này có cơ sở về mặt cơ học, nhưng hiện chưa có nghiên cứu được bình duyệt trực tiếp so sánh lưỡi dao cạo trước và sau khi sử dụng da thuộc sạch.
Dù vậy, có một điều chắc chắn: miếng da không thể khắc phục những cạnh dao đã bị sứt mẻ, bởi phần kim loại bị mất không thể được phục hồi bằng cách chà xát. Trong trường hợp này, người thợ vẫn cần sử dụng đá mài để tạo lại cạnh sắc.
Sự xuất hiện của dao cạo dùng một lần cũng khiến thao tác miết dao dần biến mất khỏi thói quen cạo râu của phần lớn nam giới. Những lưỡi dao hiện đại đã được hoàn thiện bằng vật liệu mài ngay từ nhà máy, sau đó được phủ thêm lớp bảo vệ. Khi cạnh dao bị hư hại, người dùng thường thay mới thay vì phục hồi.
Ngược lại, dao cạo thẳng được thiết kế để sử dụng lâu dài, thậm chí có thể kéo dài cả đời nếu được bảo dưỡng đúng cách. Vì vậy, miết dao trên da thuộc vẫn là một phần quan trọng trong quy trình chăm sóc dụng cụ của những người thợ cắt tóc truyền thống.
Đằng sau động tác tưởng chừng chỉ mang tính nghi thức ấy là một nguyên lý vật liệu học thú vị. Một lưỡi dao mỏng hơn sợi tóc gần 200 lần đòi hỏi cách bảo dưỡng đặc biệt, nơi chỉ một thay đổi rất nhỏ ở cấp độ micromet cũng có thể quyết định sự khác biệt giữa một lần cạo êm ái và cảm giác đau rát.
Đức Khương
