Bir Bıçak Keserken Atom Boyutunda Ne Yaşanıyor?

Araştırmacılar, kesme işleminin atomların kendisini bölmediğini, bunun yerine malzeme atomlarını bir arada tutan moleküler ve kimyasal bağların uygulanan mekanik basınçla ayrıldığını ifade etmektedir. Bir bıçağın keskinliği, bıçak ağzının milimetrenin milyonda biri kadar ince bir yüzey alanına sahip olması anlamına gelmektedir. El ile uygulanan küçük bir kuvvet, bu dar kenarda toplandığında kesilen nesne üzerinde milyarlarca paskallık büyük bir temas basıncı oluşturmaktadır. Katı hal fizikçileri, bu yüksek basıncın komşu atomlar arasındaki elektrostatik çekim kuvvetini aşarak kimyasal bağların gerilmesine ve sonuç olarak kopmasına yol açtığını kaydetmektedir.

Bıçak nesnenin içine doğru ilerledikçe malzeme yapısında mikro ölçekli bir çatlak oluşmaktadır. Kırılma mekaniği ilkelerine göre bıçağın kama şeklindeki geometrisi bu çatlağı iki yana zorlayarak gerilim konsantrasyonunu çatlak ucunda tutar. Atomik seviyede devamlı olarak zincirleme şeklinde kopan bağlar, malzemenin iki ayrı parçaya ayrılmasıyla sonuçlanmaktadır. Bıçağın yapıldığı metal atomlarının kesilen maddeden daha sert olması, kesme eyleminin oluşmasını sağlamaktadır.