十一假日,未读携“最会讲故事的科学家”马克 · 米奥多尼克,一起踏上一段飞机旅途,并在旅程中,遇到了33种诱人的液体。咱们将与你共享其间的7种,以及它们背面风趣的科学故事。参加文末互动还有时机取得赠书喔~
假如你给他人递上一支圆珠笔签字,他却忘了将笔还给你,你或许并不觉得有拿回来的必要。
由于圆珠笔价格很廉价,丢掉它是件“没什么大不了”的小事儿。
比起价格昂贵、制造精巧且标志着个人品尝的钢笔,像空气相同无处不在,因此显得“廉价”的塑料圆珠笔,好像有些过于“低微”了。
它不会挑剔你的纸张,能够很好地完结作业;它也很少会漏墨,不会弄脏你的衣服;它能够在无人照顾的状况下躺在包底几个月,但你需求它的时分,拿起来仍是能够用!
恐怕,你只要在被钢笔漏了一手墨的时分,才会发觉,圆珠笔原来是这么心爱呀!
那么,圆珠笔为什么不会漏墨呢?它又是怎么样被创造和选拔出来,完美融入现代生活的呢?
绵长的“墨水”进化史
明显关于笔而言,你最需求的是墨水。
墨水是一种液体,它被规划是为了完结两件事:先是流到纸上,然后变为固体。活动并不是很困难,这是液体的特色,它们一般也会变为固体。可是,只要依照正确的次序、牢靠的方法以及非常快的节奏来完结这两项作业,纸张才不会被弄脏,笔迹也不会变得难以阅览,这比看起来要杂乱得多。
历史学家以为,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。由于碳是疏水的,所以不会与水混合,但相思树的树胶能够让碳与水结合, 构成爽滑而又能够自在活动的黑色墨水。
……
碳素墨水很简略被制造出来,而且非常不活泼,一切咱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》部分(约公元前1500至公元前1480年间)
你或许会想,这就万事大吉了。可是,碳素墨水并不完美,它不合适填写海关申报单,由于它是水基的,不简略枯燥,所以很简略被蹭脏。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,你能够机械地将它擦除。或许你并不在乎,可是其他人在乎,所以这就开端了长达数百年的实验,为的便是能让它变得更好。
终究,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造戏曲的墨水,仍是一切立法者用来编撰议会法案的墨水。铁胆墨水功能优异,一向被广泛使用到20世纪。
……
当然,关于那些用铁胆墨水书写的人来说,不行消除性也是它的缺陷之一。
我现在用来填写海关申报单的圆珠笔不需求我把笔尖蘸到墨水瓶中,所以笔的外侧没有任何墨迹。我的指尖仍然和此前用洗手液洗完时相同洁净。在书写史上的大部分时间里,状况明显不是这样的。墨水会流得处处都是,尤其是书写者的手上,而且铁胆墨水的持久性很强,并不会轻易地掉落,当然也不能被番笕清洗掉。
……
还有另一个问题不行避免。铁胆墨水一般是高酸性的,所以会腐蚀全新的金属笔尖,里边一般也会含有细微的颗粒物,当你在纸上写字时,这些颗粒物便会在墨水中显现出来,或是阻塞笔尖使墨水流不出来。人们会因此而气愤,愤恨地摇下笔,企图把那些分明看不见却会弄脏笔迹的东西甩出来,可是在这个进程中,他们或许会把墨水洒在咖啡馆,或是身边无辜路人的衣服上……
是时分换掉铁胆墨水了。
奇特的“非牛顿流体”
当拉斯罗在考虑怎么制造一支更好的钢笔时,他想到了在这么小的笔尖上从头模仿印刷的进程。他需求一种能够接连给笔尖上墨的滚筒,终究,他灵机一动,想到能够用一颗小圆珠。可是,为了将墨水辗印在纸上,怎么把墨水粘到小圆珠上呢?
他以为印刷机的油墨或许太黏稠了,重力无法将它从墨囊中拽到小圆珠上。不过,一个奇特的物理现象成了他的救星——非牛顿流体。
液体活动的速度和施加在液体上的剪切力之间存在某种联系,咱们称之为黏度。所以,像蜂蜜这种很稠的液体具有高黏度,而且活动缓慢,而像水这样的稀液体则具有低黏度,而且能在相同的效果力下敏捷活动。关于大多数液体来说,假如你对它增加了效果力,其黏度会坚持不变,这叫作牛顿流体。
可是,有些液体很古怪,它们没有表现出牛顿流体的特征。比方,假如你把玉米粉和一些冷水混合,通过悄悄拌和后,这种混合物就会变成一种活动性很好的液体,可是假如你企图快速拌和这种液体,它就会变得非常黏稠,以至于像是一种固体。你能够朝它的外表锤击,它不会飞溅出去,而是像固体相同抵挡你的拳头。
这便是咱们所说的非牛顿流体,液体没有一个限制其活动性的黏度。
……
沙子和水混合在一起构成了流沙,一种很风险的非牛顿流体现象便会发作。流沙在加压之前的状况是半固体,但在加压后会变稀并构成流体, 也便是液化。所以,当你踏入流沙时,你越挣扎扭动企图逃生,液体越淡薄,而你就会陷得越深。
可是不论你在电影中看到什么,你都不太或许会因堕入流沙而死,由于流沙是一种比你的身体密度更大的液体,一旦流沙吞没到你的腰部,你便会从头漂浮起来。不过,要想逃出去仍是适当困难的,假如你不动,周围的液体就会变稠、变硬,假如你不断挣扎,它就会变稀,让你很难站稳脚跟。
换句话说,你会被困在那里直到获救,而这才是它丧命的原因。
圆珠笔诞生了
事实证明,非牛顿流体稀释的现象,正是拉斯罗· 比罗需求的特征,这能够让黏稠的报纸油墨在钢笔中发挥效果。
……
拉斯罗开端和他身为化学家的哥哥一起研制完美的笔。在阅历了许多艰难困苦后,包含因第二次世界大战迸发不得不移居阿根廷,他们终究取得了必定发展。
他们创造的笔带有一个墨囊,镶嵌了一颗细微却能够旋转的小圆珠。当你用笔写字时, 它便会旋转,油墨在满足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容貌,直到它接触到纸面才会再次流出。当你提起笔的时分,油墨的压力会减轻,所以它又变稠了,而油墨中的溶剂第一次暴露在空气中,很快便会蒸腾,并将油墨中的染料留在纸上,构成一个永久的符号。这真是个天才构思!
正如你所料,多年来,这种高功能油墨的成分已经成为商业秘要,可是假如你想感触它们终究有多好,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。
可是,比起钢笔中的活动性墨水,这并不是比罗圆珠笔中非牛顿流体油墨所具有的仅有优势。由于油墨不会在毛细效果下活动,所以当它沁入纸张时,油墨不会像其他墨水那渗出……
圆珠笔的油墨好像能够在任何当地枯燥,并精确地留在你书写的当地,哪怕你是倒着朝上写的。由于油墨不是因重力效果而活动,而是被卷到了纸上。
假如你真的想倒着写,就会发现圆珠笔的另一个长处。就像钢笔相同, 假如墨囊中构成真空,它就无法起效果。可是圆珠笔有个简略的方法来避免这种状况发作一墨囊的顶部是敞开的。油墨非常黏稠,没有遭到太大压力时并不会活动,所以它不会流出来。这很洁净,对吧?这就意味着, 咱们这样健忘的人会很快乐,你能够在包底放一支圆珠笔,哪怕曩昔好几个月它也不会漏墨,不会让油墨糊住你的东西。即使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年逝世,他的遗产却不朽于世。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“创造家节”。而今日的英国人会称圆珠笔为"比罗笔”。
本文摘自《诱人的液体》
《诱人的资料》作者马克 · 米奥多尼克新作
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