我們都有過這樣的經驗：拆信封、換印表機紙時，一個不留神，手指就被紙張割傷，鮮血直流。紙割傷雖然不會造成嚴重傷害，但常常令人不快。儘管紙張割傷很常見，但我們對其背後的物理原理卻知之甚少。

最近，丹麥技術大學的物理學家們對紙張造成割傷的機制進行了深入研究，發現了最容易造成紙割傷的紙張厚度範圍。根據他們的研究，最容易造成割傷的紙張厚度：約65微米。這意味著點陣式印表機用紙、報紙，以及某些雜誌和科學期刊的印刷用紙都屬於高風險群。

這項研究不僅揭示了紙張切割皮膚的物理原理，還有助於未來紙張產品的設計與安全性提升。

▲ 紙張割傷是一種常見的傷害，當皮膚接觸到一張紙 (厚度，面積密度) 時就可能發生。它會造成顯著的疼痛和不適，通常與切割動作 (箭頭) 有關。其背後的物理過程仍然知之甚少。

研究背景與實驗方法

丹麥技術大學的物理學家 Sif Fink Arnbjerg-Nielsen、Matthew Biviano 和 Kaare Jensen 對紙張切割能力進行了詳細的實驗。他們使用了類似於皮膚的彈道明膠作為測試介質，並利用多種紙張對明膠進行切割測試。他們觀察了紙張的厚度、堅固性以及切割時的角度。

研究團隊發現，紙張的厚度對於造成紙割傷的可能性有著重要影響。過薄的紙張容易在接觸皮膚時彎曲而不造成割傷，而過厚的紙張則因為面積過大，通常不容易切割。最易造成紙割傷的紙張厚度範圍為 50 到 100 微米，其中 65 微米的紙張被發現是最容易造成割傷的「黃金厚度」。

在實驗中，研究人員發現報紙和點陣式印表紙的厚度正好落在這個範圍內，這也是為什麼它們最容易造成紙割傷的原因。這些紙張不僅在日常使用中最容易造成紙割傷，還因其微小的切割邊緣而能夠有效地切入皮膚。此外，研究人員發現 Post-It 便條紙、印刷雜誌和辦公室紙張也具有一定的割傷潛力。

相比之下，較薄的紙張如紙巾因為過於柔軟，接觸皮膚時容易彎曲而不會造成割傷，而較厚的紙張則因為邊緣鈍而不易造成割傷。研究還指出，紙張在切割過程中的角度也會影響割傷的發生機率。理想的切割角度可以使紙張的邊緣更容易造成割傷。

這項研究的成果不僅對普通消費者有幫助，還可能對紙張產品的設計與安全性提升產生影響。研究人員表示，未來紙張製造商、印刷商和出版公司可以考慮這些研究結果，在產品設計過程中減少紙張割傷的風險。通過調整紙張的厚度和邊緣處理工藝，有可能減少紙張對皮膚的損傷。

「紙刀」的誕生

為了進一步證明他們的發現，研究團隊甚至開發了一種名為「Papermachete」的低成本紙質手術刀。他們將一小片特定厚度的紙張固定在刀柄上，創造出了一種獨特的切割工具。

令人驚訝的是，這把「紙刀」展現出了驚人的切割能力：

能夠切開蔬菜皮
可以切割某些肉類
成功切開蘋果、雞肉、青椒和香蕉皮

雖然「Papermachete」不太可能取代傳統金屬刀具，但它證明了某些紙張確實具有令人意想不到的切割能力。研究團隊已經將這種紙刀的 3D 列印檔案免費公開，供感興趣的人士使用。

▲ Papermachete 使用廢棄的點陣式印表機牽引紙段作為刀片。(a) 可回收紙刀的技術圖紙和 (b) 照片。一次性紙刀片通過磁鐵固定在夾子中，手柄則便於使用。(c) Papermachete 可以切割各種植物和動物產品。切割是手工完成的，切割角度≈10∘，速度約為 1 厘米/秒，方向如箭頭所示。

結論與建議

總結來說，這項研究揭示了紙張切割皮膚的最佳厚度為 65 微米，這一發現將有助於提升紙張產品的安全性。雖然紙割傷通常不會造成嚴重傷害，但了解紙張的切割特性可以幫助我們在使用紙張產品時更加小心，進而減少紙割傷的發生。

此外，研究還指出，使用紙張時應避免過度用力並保持近乎垂直的接觸角度，以減少割傷的風險。未來的研究將進一步探討切割角度對紙張割傷的影響，並可能帶來更多的實用建議。

希望這些研究結果能夠引起紙張製造商和使用者的重視，共同努力提高紙張產品的安全性，讓我們在日常生活中能夠更加輕鬆自如地處理紙張，而不必再擔心紙割傷的困擾。

資料來源：sciencealert、phys、journals