Seberapa Kuat Rambut Manusia? Kekuatan Tariknya Setara Baja

Meski hanya sehelai, ternyata rambut manusia memiliki kekuatan yang menakjubkan. Padahal rata-rata ketebalan rambut manusia hanya sekitar 0,1 millimeter.

Meski tipis, rambut manusia bisa menjadi sangat kuat. Dikutip dari laman Physics World, Rabu (11/1/2023) para peneliti di California menjelaskan bila rambut tipis lebih kuat dari rambut tebal karena mampu menahan tegangan yang lebih besar sebelum patah.

Tak berhenti di situ, saking kuatnya rambut manusia, kekuatan rambut menginspirasi pembuatan bahan baru untuk rompi antipeluru. Kok bisa ya? Begini penjelasannya.

Struktur Rambut Manusia

Laman Scientific American menjelaskan bila rata-rata kepala manusia memiliki sekitar 100.000 helai rambut yang tumbuh dari folikel rambut. Folikel rambut adalah sebuah struktur berbentuk terowongan di lapisan luar kulit kepala manusia.

Bila dibedah, rambut memiliki dua bagian yakni akar rambut dan batang rambut. Akar rambut biasanya bertekstur lebih putih dan lebih lembut dari bagian rambut lainnya. Sedangkan batang rambut adalah yang bisa detikers lihat tumbuh dari kulit kepala.

Batang rambut memiliki struktur hierarkis. Pertama di bagian terdalam rambut disebut medula. Medula memang tak terlihat dan sangat lembut serta rapuh.

Kedua bagian tengah, dimana lapisan yang paling tebal berada dan disebut dengan korteks. Korteks sangatlah kuat karena sebuah serat bernama keratin. Tak hanya di rambut, keratin juga ditemukan di kuku manusia dan bulu, kuku serta cakar binatang.

Serat keratin kecil di dalam korteks berdiameter sekitar 5 μm dan panjang 100 μm - dihubungkan oleh ikatan kimia. Di dalam masing-masing serat ini terdapat benang yang lebih kecil, berdiameter 0,2-0,4 μm berisi filamen dengan jumlah 7,5 nm.

Keratin tersusun dalam bundel mirip batang yang akan menambah struktur tambahan rambut. Korteks juga menampung pigmen melanin yang memberi warna pada rambut manusia.

Terakhir, lapisan terluar batang rambut yang disebut dengan kutikula. Lapisan ini dibentuk oleh lapisan sel yang rata dan tumpang tindih. Fungsinya untuk memperkuat dan melindungi batang rambut.

Kekuatan Sehelai Rambut Manusia

Struktur rambut manusia pada dasarnya berbasis protein sehingga dapat menjadi kuat. Serat keratin merupakan bahan yang mudah meregang dan bisa diperpanjang hingga 40 persen sebelum putus.

Penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa rambut manusia memiliki kekuatan tarik sekitar 200-260 MPa (Megapascal), yang sebanding dengan baja. Saking kuatnya detikers bisa membawa seseorang dengan jumlah 500-1.000 rambut manusia.

Kekuatan sehelai rambut diuji melalui proses peregangan pada rambut. Proses itu dilakukan pada tingkat kelembaban dan suhu yang berbeda. Pada tingkat kelembapan yang lebih tinggi, rambut dapat menahan deformasi (perubahan bentuk) 70 hingga 80 persen sebelum patah (rambut kering dapat mengalami deformasi hingga 50 persen).

Namun, para peneliti juga menemukan bahwa rambut mulai mengalami kerusakan permanen pada suhu 60 derajat Celcius (140 derajat Fahrenheit). Di luar suhu ini, rambut lebih cepat rusak pada tekanan dan ketegangan yang lebih rendah.

Kekuatan sehelai rambut juga dibuktikan melalui percobaan yang dilakukan laman Scientific American. Mereka memberikan beban kepada sehelai rambut untuk mengetahui berapa berat yang bisa ditahan sebelum rambut itu putus.

Hasilnya, sehelai rambut yang sangat tipis dan rapuh pun mampu menahan beban hingga 100 gram. Hal tersebut bisa terjadi karena struktur tiga lapis rambut manusia yang memiliki serat keratin sehingga menjadi kuat.

Rambut Manusia VS Rambut Hewan

Setelah terbukti kekuatan rambut manusia meski hanya sehelai, para ilmuwan dan insinyur material di Universitas California, membandingkan rambut manusia dengan rambut hewan seperti beruang, babi hutan, kuda, kapibara, babi hutan, jerapah dan gajah.

Hasilnya mengenai diameter rambut ditemukan berbeda, manusia hanya memiliki sekitar 60 μm sedangkan gajah dan jerapah lebih dari 350 μm. Kemudian para peneliti memisahkan setiap helai untuk menguji kekuatannya hingga putus.

Mereka juga menemukan korelasi yang jelas tentang penurunan kekuatan tarik rambut dengan meningkatnya diameter rambut usai pemindaian menggunakan mikroskop elektron.

Rambut yang berdiameter lebih dari 200 μm, seperti pada babi hutan, jerapah, dan gajah, ketika patah akan terlihat patah yang bersih dan biasa. Namun, rambut yang lebih tipis, seperti manusia, kuda, dan beruang, ketika patah akan terlihat seperti dicukur.

Ketika rambut dicukur akan terbentuk retakan zig-zag kecil akibat adanya tekanan. Retakan ini kemudian akan menyebar ke seluruh rambut. Untuk beberapa bahan biologis selain rambut, retakan tidak akan menyebar dan sepenuhnya pecah.

Namun karena menyebar dan terpotong, hal tersebut membuktikan bila rambut dapat menahan tegangan yang lebih besar dan lebih tangguh daripada material yang mengalami pecahan biasa.

Kekuatan Rambut Jadi Inspirasi Bahan Rompi Pelindung Tubuh

Dari berbagai penelitian ditemukan bila kekuatan sehelai rambut sebanding dengan baja dengan kekuatan tarik sekitar 200-260 MPa. Hal ini ternyata bisa menginspirasi berbagai hal.

Salah satunya adalah desain bahan sintetis. Struktur rambut dijadikan acuan untuk membuat logam sehingga memiliki bahan yang sangat kuat. Bahan tersebut nantinya bisa digunakan untuk pembuatan rompi antipeluru, tali penyelamat hingga bahan-bahan konstruksi.

Nah itulah jawaban dari seberapa kuat dari sehelai rambut manusia yang memang tak bisa diremehkan. Jadi makin tahu kan detikers? Semoga bermanfaat.