“卡塔卡塔”笔中的秘密

2021-07-20 10:44
小哥白尼·趣味科学画报 2021年5期
关键词:中性笔弹珠圆珠笔

极简书写史

王三字是商朝的一名记事官,传说他与人说话时,每句不会超过三个字。朋友说这是他的职业病,因为在商周时期,人们通过用刀在甲骨上刻出痕迹,或是把文字铸造在青铜器上来“写字”。

王悟青是大雁塔内的一名侍从,他每天的工作就是为玄奘大师磨墨。大师每天要抄写很多经文,抽空还会构思自己的《大唐西域记》,悟青觉得自己磨墨很累,大师写字更累。

王青春今天要采访科学家威廉·海德·伍拉斯顿,他研制出了可用在钢笔笔尖上的新合金。主编非常重视这次的采访,专门定制了一批新钢笔,但王青春坚持使用羽毛笔。上次漏墨的钢笔毁掉了他整篇稿子,他永远也不会忘记。

大球带动小球

想摆脱钢笔漏墨问题的人,绝不只王青春一个。这一天,匈牙利人拉兹罗·比洛看到一群小孩子正在玩弹珠,他们趴在地上,聚精会神地瞄准对方的弹珠。弹珠经过水坑后继续向前滚动,划过的地面上出现了一条平滑干净的线痕。由此,比洛的脑海中构思出了一种全新的书写工具:这种笔的笔尖有一颗圆珠,写字时圆珠会发生滚动,蘸取笔管中的油墨。没错,它就是现代书写工具的代表—圆珠笔。

圆珠笔和它的朋友们

有谁知道圆珠笔、油笔和中性笔之间的关系吗?5秒钟作答时间,5,4,3,2,1,時间到!油笔与中性笔,都可以是圆珠笔的一种,只要它们的笔尖装有球珠。比洛发明的圆珠笔,使用的是像蜂蜜一样黏稠的油性墨水,因此简称“油笔”。

只添加水和色素制成的墨水能顺利通过球珠,并且容易被纸吸收,写字时不必担心出现断点。然而美中不足的是墨水容易洇开,一旦纸被水打湿,写在上面的字就会难以辨认。

解决了墨水过稠或过稀问题的圆珠笔就是中性笔。中性笔的墨水中加入了增稠剂,呈凝胶状,黏稠程度介于油与水之间,简直是二者的完美结合。

为球珠缝天衣

一款如丝般顺滑的圆珠笔,球珠必须要恰好卡在球座体里面,不会掉出来,也不会在写字时陷进去、让墨水乱流;笔尖本身也要耐用,至少要能连续书写成百上千米。球珠的直径仅有0.5~1.0毫米,还要在球座体上雕刻出引导墨水的沟槽。球珠与球座体从加工到装配,精度要求都以微米计算,可谓是“天衣无缝”。

制作这样一件“天衣”,除了做工要精细,“衣料”的选材更是关键。球座体最顶端的地方仅为0.3~0.4毫米厚,所需的钢材必须持续承受书写时的巨大压力,又要容易切削,还要避免极薄的钢材在加工时开裂。这种钢材,以前只有两个国家可以制造。

笔尖下的中国功夫

我国每年要生产400亿支圆珠笔,占世界产量的80%。但直到2017年,中国才成为继瑞士与日本之后,第三个掌握圆珠笔球座体制造技术的国家。

为了这支“中国芯”,我国早在2011年就开启了这一重点项目的攻关。经过了数不清的失败后,2016年9月,我国的科研人员终于在电子显微镜的帮助下看到了期盼已久的笔尖钢,试验取得成功。这种直径2.3毫米的不锈钢钢丝,可以自豪地印上“中国制造”的标志了。

和飞船、火箭比起来,圆珠笔实在是微不足道,为它花费五年时间值得吗?其实制造“中国芯”关键在于我们掌握了一种研制材料的方法,它可以应用在更广泛的领域,这才是这次技术进步的最大意义!

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