文具也藏高科技

橡皮、鋼筆、圓珠筆、鉛筆，這些我們?nèi)粘Ｊ褂玫膶W(xué)習(xí)工具，俗稱文具。近年來，它們的功能日益增多：能擦掉雜志上印刷油墨的橡皮；筆跡可擦掉的圓珠筆；能寫出散發(fā)香味字的筆芯……讓我們一起來看看這些新功能背后的科學(xué)原理。

可被擦掉的圓珠筆

最初，圓珠筆使用的是油性墨水。寫字的時候，油性圓珠筆的筆油受重力作用流下來，依靠筆頭上轉(zhuǎn)動的鋼珠帶出，在紙上留下筆跡。但由于筆油的黏度太高，寫出的字很容易出現(xiàn)斷點，讓人很煩躁。這時，水性筆應(yīng)運而生。水性圓珠筆的墨水被紙吸收，類似毛細血管現(xiàn)象。利用墨水容易被吸出來的特點來寫字，同時不必擔(dān)心出現(xiàn)斷點。書寫起來手感好，而且不管往哪個方向?qū)懚己芰鲿常@么多的優(yōu)點讓它很快流行開來。美中不足的是，墨水容易洇開，一旦紙被水打濕，寫在上面的字就無法辨認。解決了這些問題的圓珠筆就是中性筆。普通油墨中性化(變得黏稠、有彈性)后，通常黏度很高，而且這種油墨具有受力之后黏度降低的性質(zhì)。中性筆雖然跟油性圓珠筆一樣利用的是重力作用，但是利用中性油墨受力黏度會降低這種性質(zhì)，筆珠轉(zhuǎn)動產(chǎn)生壓力，墨水黏度降低，產(chǎn)生像水性圓珠筆一樣的流暢書寫體驗。隨后，墨水涂到紙上，黏度再次升高，也就沒有了洇開的后顧之憂，簡直是油性筆同水性筆的完美結(jié)合。

從常識來講，圓珠筆寫出的字是不能擦掉的。與鉛筆靠在紙面上浮著的石墨來顯現(xiàn)字跡不同，寫字的時候，圓珠筆的油墨已經(jīng)浸染到了紙里面，因此，橡皮是無法把油墨卷起來擦除的。

既然如此，可擦圓珠筆又是怎么回事呢?目前市面上的可擦圓珠筆，秘密全都藏在了它的特殊墨水里。通常，我們的墨水里有著色劑(染料、顏料等)，里面混合著很多粒子。可擦除墨水里面不僅有單純的染色粒子，還有無數(shù)微米(百萬分之一米)大小的膠囊。膠囊(微小容器)里面有發(fā)色劑、顯色劑、變色溫度調(diào)整劑等。發(fā)色劑和顯色劑結(jié)合后，顏色會顯現(xiàn)出來，平常我們用的圓珠筆就是這樣顯現(xiàn)出顏色的。但是，如果用筆的尾部《后端》的橡膠來擦紙上的筆跡，筆跡就會消失。這是利用摩擦生熱的原理將局部溫度升高，一旦溫度達到65℃以上，變色溫度調(diào)整劑就會阻止發(fā)色劑和顯色劑結(jié)合，顏色也就慢慢消失了。

橡皮可擦印刷字

橡皮之所以叫橡皮，是因為剛開始的時候，制造橡皮的主要原料是橡膠(橡膠樹的樹液凝固而成)。但現(xiàn)在市面上的多為塑料橡皮，名字雖然還是叫橡皮，原料卻已經(jīng)變成了塑料(氯乙烯基樹脂)。

那么，橡皮究竟是如何擦掉筆跡的呢?用鉛筆在紙上寫字，留在紙上的其實是鉛筆的主要成分石墨。用橡皮的時候，紙和橡皮之間摩擦?xí)a(chǎn)生一種類似靜電的力量，將石墨卷入橡皮屑中。這么一來，石墨等成分被橡皮屑卷走，也就實現(xiàn)了我們清除字跡的目的。要想擦得干凈，橡皮屑能否被搓成小繩子一樣把石墨緊緊卷走就變得非常重要。以橡膠為主要成分的橡皮，一擦就碎，橡皮屑滿天飛，自然不能很好地卷起石墨，擦的效果也不盡如人意。而現(xiàn)在較主流的塑料橡皮主要以氯乙烯基樹脂為原料，與各種添加劑一起加熱后制成。跟主要成分是橡膠的橡皮不同，塑料橡皮由微小的粒子集合而成，這種小粒子有著很好的附著性和黏著性，因而在與紙面摩擦?xí)r更容易搓成繩子狀，清潔效果也更好。可以說，這種擦得非常干凈的橡皮之所以能問世，全靠了這種塑料粒子。

用普通橡皮很難擦除諸如你手里這本雜志上的文字和圖片。如果使用砂質(zhì)橡皮，在里面微粒砂和研磨材料的磨損作用下，浸潤到紙里的油墨很有可能就被擦除了。只不過這么一來，被擦的部分變得粗糙，所以不能用它來擦大面積的字跡。要想擦除雜志上的大片字跡，還得要找另外一種橡皮。這種橡皮里塞滿了微膠囊，微膠囊裝著可以溶解油墨的膠狀藥劑。用橡皮來擦文字或者插圖的時候，微膠囊破裂，釋放出藥劑來溶解油墨。同時，橡皮原本的作用也會發(fā)揮出來，把溶解掉的油墨卷進橡皮屑里，從而讓紙面變得清潔。上述的一切都是從微觀的角度來說的，其實，肉眼無法看到藥劑的流動，因此，根本不用擔(dān)心藥劑會流滿紙面，溶解掉本不打算擦除的油墨。這種橡皮說起來玄妙，使用起來卻跟普通橡皮沒什么兩樣。

高科技自動筆

除了橡皮，現(xiàn)在自動水筆里面也可以埋進微膠囊了。用這種自動筆寫字的時候，筆下會飄出陣陣芳香。目前，市面上常見的自動筆的鉛芯都是由石墨和樹脂碳化物制成的，樹脂化合物在石墨粒子之間起到黏合劑作用。樹脂部分有無數(shù)個小小的小洞(氣孔)。正是這些非常小的洞洞里填滿了香料，上面加上納米粒子(環(huán)糊精分子)組成的塞子，就組成了有香料的小膠囊。并且，用作塞子的納米粒子呈甜甜圈樣的環(huán)狀，那里面也裝有香料。也就是說，一根筆芯里有兩個地方都埋著香料。

當你用這種筆芯寫字的時候，筆芯與紙面發(fā)生摩擦，塞子被打開，氣孔里的香料就飄散出來。然后，接觸到空氣的納米粒子里的香料也充分揮發(fā)開來，你就聞到了持續(xù)的芳香。跟香水之類讓接觸之處大范圍地飄散出香味不同，筆芯只在書寫的時候散發(fā)香味。用不同香味的筆芯寫字，能達到在工作、學(xué)習(xí)中轉(zhuǎn)換心情的愿望，所以很受歡迎。

現(xiàn)在，自動筆的筆芯都有細到直徑0.2毫米的了。以前，自動筆的筆芯跟鉛筆一樣，是用石墨和黏土混合制成的。由于黏土的強度實在太弱，所以不能太細，否則一寫就斷，像0.2毫米這么細的直徑根本就是天方夜譚。于是，現(xiàn)在使用的新筆芯面世了。

它的原料由原來的黏土升級為樹脂。樹脂容易成形，可以通過精密設(shè)計完美實現(xiàn)混合原料、高溫處理、成形加工等一系列工序。這種筆芯內(nèi)部是排列整齊的薄片狀石墨粒子，寫字的時候，石墨粒子也整整齊齊地留在紙上，給人非常順滑的手感。寫出的字有如同珍珠一樣的柔潤光澤，看起來賞心悅目。同時，樹脂可以增加筆芯的強度，因此，0.2毫米的筆芯書寫起來也不容易折斷。