鉛筆是如何發明出來的

黃宗慈

字母和讀寫的發展，也許是人類歷史中最重要的里程碑，然而，唯有出現了鋼筆或鉛筆這類方便使用的書寫工具，大眾教育和文化才得以實現。鉛筆的起源可追溯至古老的埃及人和羅馬人，他們用尖筆書寫。

石墨樹枝，創造歷史

那是一根細短的金屬棒，通常用鉛做成，用來在涂蠟的莎草紙上刮出字來。鋼筆是從鵝毛筆改變而來，修道士用來書寫手抄稿，一直到20世紀還有人在用鵝毛筆。

1564年，大量石墨礦藏在英國坎布里亞郡的博羅被發現。這里保存著當時所見唯一大規模固態純石墨礦床。當地居民用它在羊羔身上做記號，不久發現石墨可以切成棒形帶在身上。因為石墨很容昜折斷，意大利人開始挖空樹枝，把石墨塞在里面加以保護。后來的版本是把石墨夾在兩根一樣厚度的筆桿中間加以黏合，這方法至今仍在使用。

木頭套管保護筆芯不致斷裂，也不會在使用者手上留下污痕。1662年，第一批大量生產的鉛筆在德國紐倫堡制作出來，筆芯是用石墨粉、硫磺和銻制成。

開創鉛筆，法國第一

尼古拉斯─雅克·康特是一位法國軍官、熱氣球駕駛和畫家，法國政治領袖拉扎爾·卡諾要求他開發不需仰賴進口的鉛筆。英國在當時是鉛筆所需原料純石墨棒的全球唯一供應者，它對法蘭西第一共和國進行封鎖，法國也無法從德國進口次級鉛筆做為替代。

康特發現如何從其他礦物還原出石墨粉的方法，再將石墨粉與黏土混合。混合物被塑造成棒形后放進窯里烘烤，接著再將石墨棒壓合在兩片半圓木桿中間。康特在1795年取得專利，成立的公司如今仍在制作鉛筆。他也發明了康特蠟筆，一種藝術家用的粉彩條。1770年的時候，英國工程師愛德華·內米制造出并開始販售第一個橡皮擦。

鉛筆外觀漆成黃色始于1890年。鉛筆制造商想宣傳他們使用的是中國大陸高質量石墨，所以把鉛筆漆成可以聯想到中國皇室的顏色。美國現今銷售的鉛筆中有75%仍漆成黃色。到了19世紀末，僅僅美國境內每天就使用超過24萬支鉛筆。最受歡迎的木材原料是紅杉木，因為它有香氣，而且削鉛筆時不會碎裂。

鉛筆經由物理損耗制造痕跡，留下一道筆芯物質黏附在紙張或其他物體表面。依據石墨與黏土的不同比例，石墨棒也有不同硬度。德爾文（Derwent）公司生產20種硬度的繪畫鉛筆，從9H（非常硬）到9B（易碎，非常軟）。現在全球每年制造超過140億支鉛筆。

稱為鉛筆，其來有自

1564年發現博羅的石墨礦藏時，科學家認為石墨是一種鉛。這就是我們為什么稱它為鉛筆。德文中的鉛筆是bleistift，字面意思就是“鉛筆”。pencil這個字來自拉丁文的pencillus，意思是小尾巴。

●小知識：石墨是什么？

天然存在的石墨，透過火成巖和變質物理過程的結合而形成，它通常分為3種形式，即片狀、結晶和無定形。一般在包括巴西、中國、斯里蘭卡、土耳其、印度、加拿大、馬達加斯加等國家都有發現開采。

還有一種人工方式也可以合成石墨，就是透過加熱各種含碳物質，如石化產品、瀝青、煤或乙炔而制成。這是利用溫度高于4000℃時，碳原子重新排列成層狀而形成石墨，合成石墨被認為具有比天然石墨更高的純度。

石墨由純碳制成，但是碳原子能夠形成許多不同的結構。例如金剛石（俗稱鉆石）和石墨就是碳的兩種最常見的形式，稱為“同素異形體”，意思就是說，盡管每個同素異形體都是由碳制成的，但碳原子的不同排列，就導致非常不同的物理性質。

金剛石中的每個碳原子，會與其他4個碳原子連接，成為一個嚴密的結構，這種排列方式，把碳原子牢牢固定在適當的位置，而成為一種異常堅硬的材料。但是石墨里的碳原子，則以六邊形的結構去連接，形成一個原子薄片，這些片材的連接松散，只要受到少許的外力，就很容易相互切割或滑動，因此石墨具有較低硬度與延伸性，二者全然不同。

簡單來說，石墨能用于很多的地方。除了用于鉛筆筆芯，還可作為潤滑劑，因為石墨是潤滑脂等潤滑劑的主要成分之一，這種礦物與大氣水蒸氣發生反應，在所用表面上形成一層薄膜，從而減少摩擦；石墨也用于汽車制動器和離合器，塊狀石墨的粉末形式也用于油漆，因為石墨本質上是防水的，因此，它在木材和其他表面上提供了保護涂層；再者，石墨具有高耐熱和不變性，是一種廣泛使用的耐火材料，可用于制造業，有助于玻璃和鋼鐵的生產以及鐵的加工；而結晶鱗片石墨則用于制造干電池和電氣工業所需的碳電極、刷子和板；另外，天然石墨也被加工成合成石墨，可用于鋰離子電池。

現在我們知道，放眼望去，石墨和我們的日常生活息息相關，用處多多喔！