Sehelai rambut manusia memiliki kekuatan yang luar biasa. Tebalnya memang 0,1 milimeter. Namun, peneliti telah mengungkap kekuatan dahysat rambut manusia.
Mengutip dari detikEdu, Physics Wolrd dalam lamannya melaporkan pada Rabu (11/1/2023), para peneliti di California menjelaskan soal kekuatan rambut. Rambut yang lebih tipis lebih kuat ketimbang yang tebal. Karena mampu menahan tegangan yang lebih besar sebelum patah.
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), kekuatan tarik yang sebanding dengan baja. Artinya, rambut dengan jumlah 500-1.000 helai bisa membawa orang.
Pengujian sehelai rambut melalui proses peregangan. Prosesnya dilakukan pada tingkat kelembapan 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.
Struktur Rambut
Scientific American juga menjelaskan kepala manusia rata-rata memiliki 100.000 helai rambut yang tumbuh dari folikel rambut. Folikel ini merupakan struktur berbentuk terowongan di lapisan luar kulit kepala.
Rambut memiliki dua bagian, yakni akar dan batang. Akar rambut bertekstur lebih lembut dari bagian rambut, warnanya lebih putih. Batang rambut adalah yang tumbuh di 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, di mana 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.
Rambut Manusia VS Rambut Hewan
Ilmuwan dan insinyur material di Universitas California membandingkan kekuatan rambut manusia dengan beruang, babi hutan, kuda, kapibara, jerapah dan gajah. Hasilnya, diameter rambut memiliki perbedaan. Rambut manusia memiliki diameter 60
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 mikrometer (μm). Sedangkan gajah dan jerapah lebih dari 350 μm. Kemudian para peneliti memisahkan setiap helai untuk menguji kekuatannya hingga putus.
Baca juga: Sejarah Baju dalam Kehidupan Manusia Purba |
Soal kekuatan, peneliti menyimpulkan rambut yang berdiameter dari 200 μm, seperti babi hutan, jerapah dan gajah, ketika patah akan terlihat bersih dan biasa. Namun, rambut yang lenih tipis, seperti manusia, kuda dan beruang, ketika patah akan terlihat 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.
Inspirasi Rompi Antipeluru
Kekuatan tarik sehelai rambut setara dengan baja. Kekuatan rambut ini menginspirasi berbagai hal, salah satunya 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.
Artikel ini telah tayang di detikEdu dengan judul Seberapa Kuat Rambut Manusia? Kekuatan Tariknya Setara Baja. Baca selengkapnya di sini.
(sud/iqk)
