وشملت الدراسة، التي أجرتها جامعة كاليفورنيا، أخذ عينات من شعر البشر والدببة والخنازير والخيول والكابيارا والزرافات والفيلة.

وربط الباحثون خصلا فردية بجهاز، سحبها بلطف تدريجيا إلى أن انكسرت. ووجدوا أن العقد الرفيعة كانت قادرة على تحمل توتر أكبر، قبل الانكسار، مقارنة بالخصل السميكة.

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تشققات تتشكل في بعض خيوط الشعر الرقيقة أثناء شدها، بدلا من مجرد كسرها، وفقا للباحث البارز وين يانغ.

ودرس فريق البحث خصل الشعر باستخدام المجهر بعد سحبها، ووجدوا أنه على الرغم من أن معظم الشعر له بنية مماثلة، فإن الخيوط تنكسر بطرق مختلفة.

وتبين أن الثدييات ذات خيوط الشعر الأكبر قطرا، مثل الخنازير والزرافات والأفيال، انكسرت بشكل طبيعي عموما. في حين كان هناك عدم تكافؤ في انكسار خصلات الشعر الأصغر قطرا، لدى البشر والخيول والدببة.

وعلى الرغم من أن شعر الفيل يكون أكثر سمكا بأربعة أضعاف من شعر الإنسان، إلا أنه يمكن أن يصمد أمام نصف القوة التي تسحبه فقط، وفقا للدكتور يانغ.

ووجدت الدراسة أن "التشققات تحدث عندما تتشكل شقوق متعرجة صغيرة داخل المادة كنتيجة للتوتر. ثم تنتشر هذه الشقوق، وبالنسبة لبعض المواد البيولوجية، لا تنكسر العينة تماما حتى تلتقي الشقوق الصغيرة. وإذا تعرضت مادة للضرر، هذا يعني أنها يمكن أن تصمد أمام مزيد من التوتر، وبالتالي تكون أكثر متانة من العينات التي تواجه كسرا طبيعيا".

ويقول الباحثون إن قوة الشعر البشري تكمن في الهيكل الهرمي للشعر، ما يعني أنه يتكون من طبقة خارجية تسمى بشرة تلتف حول قشرة داخلية مصنوعة من العديد من الألياف الصغيرة المرتبطة بالروابط الكيميائية.

وأضاف المعد المشارك في الدراسة، روبرت ريتشي: "فكرة الشعر السميك أضعف من الرقيق ليست غريبة، حيث وجدنا أن هذا يحدث عند دراسة المواد الهشة مثل الأسلاك المعدنية. إنه أمر إحصائي، حيث أن الجزء الأكبر سيكون لديه احتمال أكبر للتعرض للخلل. ومن المدهش بعض الشيء أن نرى هذا في الشعر، لأنه ليس مادة هشة".

ويقول الدكتور يانغ إن النتائج يمكن أن تساعد العلماء في تطوير مواد اصطناعية أفضل في المستقبل، من خلال محاولة محاكاة بنية الشعر. وعُرضت النتائج في مجلة Matter.