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圆珠笔为什么不会漏墨

作者:和记app 日期:2020-01-07 10:04

  如果你给别人递上一支圆珠笔签字,他却忘了将笔还给你,你可能并不觉得有拿回来的必要。

  比起价格昂贵、制作精良且标志着个人品味的钢笔,像空气一样无处不在,因而显得“廉价”的塑料圆珠笔,似乎有些过于“卑微”了。

  它不会挑剔你的纸张,能够很好地完成工作;它也很少会漏墨,不会弄脏你的衣服;它可以在无人照料的情况下躺在包底几个月,但你需要它的时候,拿起来还是可以用!

  恐怕,你只有在被钢笔漏了一手墨的时候,才会发觉,圆珠笔原来是这么可爱呀!

  那么,圆珠笔为什么不会漏墨呢?它又是怎么样被发明和选拔出来,完美融入现代生活的呢?

  墨水是一种液体,它被设计是为了完成两件事:先是流到纸上,然后变为固体。流动并不是很困难,这是液体的特点,它们一般也会变为固体。但是,只有按照正确的顺序、可靠的方式以及非常快的节奏来完成这两项工作,纸张才不会被弄脏,字迹也不会变得难以阅读,这比看起来要复杂得多。

  历史学家认为,古埃及人是最早使用笔的人类,大约在公元前3000年……埃及人把相思树的树胶当作胶水,将油烟中的炭黑粘在纸莎草的纤维上。因为碳是疏水的,所以不会与水混合,但相思树的树胶可以让碳与水结合, 形成爽滑而又可以自由流动的黑色墨水。

  碳素墨水很容易被制造出来,而且非常不活跃,所有我们能看到数千年前的埃及文稿,它借助于炭黑的化学持久性保存下来。

  △ 纸莎草文献《阿蒙神庙金匠索别克莫斯亡灵书》局部(约公元前1500至公元前1480年间)

  你也许会想,这就万事大吉了。然而,碳素墨水并不完美,它不适合填写海关申报单,因为它是水基的,不容易干燥,所以很容易被蹭脏。当它变干时,黑漆漆的颜料并不会被树胶牢牢地吸附在书写的纸面上,你可以机械地将它擦除。也许你并不在乎,但是其他人在乎,所以这就开始了长达数百年的试验,为的就是能让它变得更好。

  最终,他们发现了铁胆墨水,这是基督徒用来写《圣经》的墨水,是穆斯林用来写《古兰经》的墨水,也是莎士比亚用来创作戏剧的墨水,还是所有立法者用来撰写议会法案的墨水。铁胆墨水性能优异,一直被广泛使用到20世纪。

  我现在用来填写海关申报单的圆珠笔不需要我把笔尖蘸到墨水瓶中,所以笔的外侧没有任何墨迹。我的指尖依然和此前用洗手液洗完时一样干净。在书写史上的大部分时间里,情况显然不是这样的。墨水会流得到处都是,尤其是书写者的手上,而且铁胆墨水的持久性很强,并不会轻易地脱落,当然也不能被肥皂清洗掉。

  还有另一个问题不可避免。铁胆墨水通常是高酸性的,所以会腐蚀全新的金属笔尖,里面通常也会含有细小的颗粒物,当你在纸上写字时,这些颗粒物便会在墨水中显现出来,或是堵塞笔尖使墨水流不出来。人们会因此而生气,愤怒地摇着笔,试图把那些明明看不见却会弄脏笔迹的东西甩出来,但是在这个过程中,他们可能会把墨水洒在咖啡馆,或是身边无辜路人的衣服上……

  当拉斯罗在思考如何制作一支更好的钢笔时,他想到了在这么小的笔尖上重新模拟印刷的过程。他需要一种可以连续给笔尖上墨的滚筒,最终,他灵机一动,想到可以用一颗小圆珠。但是,为了将墨水辗印在纸上,如何把墨水粘到小圆珠上呢?

  他认为印刷机的油墨可能太黏稠了,重力无法将它从墨囊中拽到小圆珠上。不过,一个神奇的物理现象成了他的救星——非牛顿流体。

  液体流动的速度和施加在液体上的剪切力之间存在某种关系,我们称之为黏度。所以,像蜂蜜这种很稠的液体具有高黏度,并且流动缓慢,而像水这样的稀液体则具有低黏度,并且能在相同的作用力下迅速流动。对于大多数液体来说,如果你对它增加了作用力,其黏度会保持不变,这叫作牛顿流体。

  但是,有些液体很奇怪,它们没有表现出牛顿流体的特征。比如,如果你把玉米粉和一些冷水混合,经过轻轻搅拌后,这种混合物就会变成一种流动性很好的液体,但是如果你试图快速搅拌这种液体,它就会变得非常黏稠,以至于像是一种固体。你可以朝它的表面锤击,它不会飞溅出去,而是像固体一样抵御你的拳头。

  沙子和水混合在一起形成了流沙,一种很危险的非牛顿流体现象便会发生。流沙在加压之前的状态是半固体,但在加压后会变稀并形成流体, 也就是液化。所以,当你踏入流沙时,你越挣扎扭动试图逃生,液体越稀薄,而你就会陷得越深。

  但是不管你在电影中看到什么,你都不太可能会因陷入流沙而死,因为流沙是一种比你的身体密度更大的液体,一旦流沙淹没到你的腰部,你便会重新漂浮起来。不过,要想逃出去还是相当困难的,如果你不动,周围的液体就会变稠、变硬,如果你不停挣扎,它就会变稀,让你很难站稳脚跟。

  事实证明,非牛顿流体稀释的现象,正是拉斯罗· 比罗需要的特征,这可以让黏稠的报纸油墨在钢笔中发挥作用。

  拉斯罗开始和他身为化学家的哥哥一同研发完美的笔。在经历了许多艰难困苦后,包括因第二次世界大战爆发不得不移居阿根廷,他们最终取得了一定进展。

  他们发明的笔带有一个墨囊,镶嵌了一颗细小却可以旋转的小圆珠。当你用笔写字时, 它便会旋转,油墨在足够的压力下会改变黏度,然后流到小圆珠上。这时, 油墨又变回黏稠的胶状模样,直到它接触到纸面才会再次流出。当你提起笔的时候,油墨的压力会减轻,于是它又变稠了,而油墨中的溶剂第一次暴露在空气中,很快便会蒸发,并将油墨中的染料留在纸上,形成一个永久的标记。这真是个天才创意!

  正如你所料,多年来,这种高性能油墨的成分已经成为商业机密,但是如果你想感受它们究竟有多好,只需用圆珠笔在纸上写点什么,然后试试能不能用手指将笔迹弄脏。这真的很难。

  然而,比起钢笔中的流动性墨水,这并不是比罗圆珠笔中非牛顿流体油墨所具备的唯一优势。因为油墨不会在毛细作用下流动,所以当它沁入纸张时,油墨不会像其他墨水那渗出……

  圆珠笔的油墨似乎可以在任何地方干燥,并准确地留在你书写的地方,哪怕你是倒着朝上写的。因为油墨不是因重力作用而流动,而是被卷到了纸上。

  如果你真的想倒着写,就会发现圆珠笔的另一个优点。就像钢笔一样, 如果墨囊中形成真空,它就无法起作用。但是圆珠笔有个简单的方法来防止这种情况发生一墨囊的顶部是开放的。油墨十分黏稠,没有受到太大压力时并不会流动,所以它不会流出来。这很干净,对吧?这就意味着, 我们这样健忘的人会很高兴,你可以在包底放一支圆珠笔,哪怕过去好几个月它也不会漏墨,不会让油墨糊住你的东西。即便你忘了将笔帽套回去, 圆珠笔就这么毫无保护地被放在你的口袋里,油墨也不会流出来。

  拉斯罗 · 比罗于1985年去世,他的遗产却永存于世。在阿根廷,每年在他的诞辰日9月29日这一天,人们都会庆祝“发明家节”。而今天的英国人会称圆珠笔为比罗笔”。返回搜狐,查看更多


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