Hoe sterk zijn haren?

Hoe sterk zijn haren?

Haren bieden bescherming tegen overmatige zonneschijn en tegen stofdeeltjes, beperken het verlies van lichaamsvocht en werken als antennen voor het tastgevoel. Een haar lijkt op het eerste oog dun en breekbaar, maar is dat wel zo? Dit artikel geeft antwoord op de vraag hoe sterk haren zijn.

Sterkte van haren

Haar lijkt misschien broos, maar het is tegelijkertijd ook ontzettend sterk. Door zijn bijzondere bouw kan een enkele haar (diameter 50-100 µm) de trekkracht van een gewicht van ongeveer 100 g weerstaan. Dat betekent dus dat de 100.000 haren, die een mensenhoofd gemiddeld telt, theoretisch een belasting van 10.000 kg zouden kunnen verdragen!

Haar vergelijkbaar met opbouw trekkabel

Er is namelijk een grote overeenkomst tussen de opbouw van een haar van molecuul tot vezel en de structuur van een trekkabel. Elke individuele haar is gemaakt uit onder andere een proteïne genaamd Keratine. Keratinemoleculen zijn vezelig en om elkaar gedraaid (net als kabel/touw), waardoor ze fijne tussenliggende vezels vormen Deze eiwitten bevatten een hoog percentage aan zwavelhoudende aminozuren, hoofdzakelijk cysteïne, dat disulfide-bruggen tussen de afzonderlijke moleculen vormt. Hierdoor ontstaat er een vrij stevige structuur. Menselijk haar bevat ongeveer 14% cysteïne. Om het eenvoudig te beschrijven: de zwavelbruggen tussen de ketens geven de haar sterkte en stijfheid.

Tegelijkertijd is een haar ook elastisch. Een groot deel van hun sterkte halen haren uit hun elasticiteit. Een haar kan uitgetrokken worden tot ongeveer 1/3 van hun normale lengte. Interessant weetje is dat we in de geschiedenis regelmatig terugvinden dat haar werd gebruikt om touwen en wapentuig (o.a. bogen) van te maken. In Rome is zelfs een tempel gebouwd om de vrouwen te eren die tijdens een belegering van de stad hun haren afstonden ten behoeve van het leger.

Is haar dan sterker dan staal?

Is een bundel van haar sterker dan een streng van stalen dezelfde grootte? Om die vraag te beantwoorden moeten we bovenstaande gegevens een beetje nuanceren. Het is namelijk goed om onderscheid te maken tussen de verschillende vormen van kracht namelijk, trekkracht en compressie.

Trekkracht betreft de sterkte van het materiaal wanneer het uitgerekt wordt terwijl compressie (drukkracht) uitgaat van druk die van buitenaf op een voorwerp wordt uitgeoefend en die probeert om het voorwerp samen te drukken. Een mooi voorbeeld zijn hierbij veren. Veren bestaan uit hetzelfde materiaal als waarvan haren gemaakt zijn maar er is vrijwel niets zachter als een kussen waar je op gaat liggen (drukken) met je hoofd.

Hier zijn typische ultieme sterktes van verschillende materialen wanneer de trekkracht gemeten wordt.
Nylon draad: 75 MPa
Menselijke haren: 200 MPa
Gewoon constructiestaal: 400 MPa
Zijde: 500 MPa
Spinnenweb (dragline): 1200 MPa
Piano draad staal: 2300 MPa

Menselijk haar is dus sterker dan nylon maar zwakker dan bijna alle stalen wat betreft trekkracht.

Gevolgen voor het scheren en knippen

Deze hardheid / sterkte van onze lichaamsharen heeft gelukkig geen gevolgen voor het knippen en scheren . Een schaar of scheermesje wordt daar niet botter van omdat hier weer het verhaal van de trek- en drukkracht om de hoek komt kijken. Scheermesjes (en ook scharen) zijn namelijk gemaakt van staal. Staal is vele malen sterker (drukkracht) dan mensen haar waardoor ze vrijwel niet bot worden van het snijden van de haren.

Hanneke de Groot

Sinds 2016 schrijf ik artikelen over scheren en ontharen op scheertips.com. In het dagelijks leven werk ik als onderzoeker bij een multinational die zowel medische apparatuur als consumenten lifestyle artikelen ontwikkeld. Mijn achtergrond is Industrieel ontwerp aan de Technische Universiteit Delft, waar ik mij specialiseerde op product design en medisign. Lees meer over Hanneke.

Deze post heeft een reactie

  1. Avatar

    Leerzame weetjes voor mijn werkstuk

Geef een reactie

Sluit Menu