揭秘发束触觉吸引力：基于力学参数与感官评价的梳发过程研究

本研究通过原位触觉传感系统揭示了不同发束类型（直发S、卷发C、波浪发W）在梳发过程中的力学特性与感官吸引力关联。研究人员发现直发因较低的垂直力Fz（<1.2 N）和力矩Mx（<0.15 N·m）产生更显著的顺滑/滑溜感，从而获得最高吸引力评分（6.9±2.5），为发用产品设计提供了量化标准。

　　

头发作为人体最常接触的纤维材料，其触感直接影响着个人形象与社会认知。尽管已有研究关注单根头发的力学特性，但发束在动态梳发过程中的触觉形成机制仍存在认知空白。特别是在美发产品开发领域，如何通过量化指标预测消费者对发质的喜好程度，一直是困扰研发人员的难题。现有研究多聚焦于静态摩擦系数测量，忽略了实际梳发过程中复杂的力学交互与时间维度特征。

为解决这一科学问题，山形大学应用化学系的研究团队联合Denka株式会社，创新性地构建了包含高速摄像机和六维力板的原位触觉评价系统。通过对三种典型发束（亚洲人直发S、印度人卷发C、牦牛波浪发W）的系统研究，首次揭示了力学参数与感官评价间的定量关系。这项发表于《Scientific Reports》的研究，为美发产品的客观评价提供了全新范式。

研究采用多模态技术路线：通过KES-G5压缩测试仪测量发束回弹性（RC），TL201Ts摩擦仪记录梳发阻力，关键创新在于自主研发的梳发观测系统——集成500fps高速摄像机捕捉手部运动轨迹，六维力板同步采集F_z、M_x等力学参数，结合20名受试者的VAS（视觉模拟量表）感官评价。所有实验均在25°C/50%湿度标准环境下完成，采用Bonferroni校正的Friedman检验进行数据分析。

【物理特性差异】
激光显微镜观测显示直发S具有更完整的角质层结构，这与其0.73±0.46 N的低梳发阻力显著相关。波浪发W因皮质细胞不均匀分布导致146.2±21.2 gf的梳发阻力，是直发的4.4倍。弯曲刚度测试证实W型发束的10^-2 gf·cm²数值远超其他类型，这种结构性差异为后续触觉分析奠定基础。

【感官评价结果】
直发S以6.9±2.5分显著领先（p<0.001），其顺滑感（7.5±2.5）与滑溜感（6.7±2.6）评分构成吸引力主体。回归分析揭示定量关系：Y^{Attractiveness}=0.847+0.474X^Smooth+0.393X^Slippery（R=0.872）。与之对比，波浪发W在粗糙感（8.6±1.2）和干涩感（7.7±2.1）方面得分突出，这与其390.6±107.0 gf的末端梳发阻力密切相关。

【力学-感官关联】
高速影像分析显示直发梳发仅需3秒，而卷发C因末端滞留需5秒。力学参数与感官的定量关系被精确刻画：顺滑感与F_z负相关（X^Smooth=6.669-14.367X^Fz），滑溜感与M_x力矩负相关（X^Slippery=6.645-1.493X^Mx）。当F_z<1.2 N且M_x<0.15 N·m时，吸引力评分稳定>6.5分。

这项研究首次建立了发束触觉吸引力的力学预测模型，证实直发的优越性源于其低阻力（F_z）和易梳理（M_x）特性。特别值得注意的是，研究发现了毫秒级力学事件与长期感官记忆的关联机制——当手指在梳发过程中未遇到明显阻力（F_z<1.2 N）且无需额外扭转动作（M_x<0.15 N·m）时，大脑会自动编码为"愉悦触觉"。这一发现不仅为美发产品开发提供了F_z/M_x双参数优化标准，其建立的原位评价系统更可拓展至纺织品、医疗器械等领域的触觉设计。研究同时指出未来需考虑年龄、性别等影响因素，例如女性对微几何特征更敏感的特性可能需要调整力学阈值。