2 b 2 b吗?思考的化学谦虚的铅笔

©MH吉夫斯

你听到关于美国宇航局花费多年的工作和数百万美元的完善那些钢笔空间的,而节俭和狡猾的老苏联只用铅笔?这是一个伟大的故事,但不幸的是不超过。这是一个私人公司,完善了零重力笔,不是Nasa,尽管太空竞赛的跑步者发现铅笔不合适。他们太容易,一些尖锐的木头和石墨漂浮在低重力不是很安全。

但如果被用于空间是一个巨大的飞跃太远,卑微的铅笔还有很多要做。我最近回到使用一个相当长时间的写作。经过这么长时间依靠电子和光子显示我的文字,与偶尔的激光制导的墨水,感觉几乎令人激动地物理:温柔的抓过纸,碳原子的灰色痕迹留下,显然地改变铅笔的笔尖的形状。

感觉好像的话从我大脑细胞到纸上,只有我的手。不知怎么写圆珠笔就不在一个水平线上。钢笔,但是——我经常使用在家里是很接近:你可以看到笔尖轻轻弯曲,留下墨水,迅速失去其白色发光纤维中传播。

写一个铅笔留下也有自己的有趣的化学。石墨是如此司空见惯,廉价和在某些方面不油腻,乌黑的,它几乎可信的可能与最高地困难-和无上地昂贵的钻石。不同的相同的原子排列如何会有如此大的差异?

我清楚地记得一个实验我做在学校物理a级。我们用一个简单的铅笔,彩色5厘米×5毫米区域在一张纸上一样厚。当然石墨导电,这是简单的使用万用表测量电阻的电路。知道了长度和宽度横截面积的(一维),这是一个简单的计算来衡量铅笔马克的厚度。

在办公室重复这个实验,我们得到了4 - 80 nm之间的厚度,根据用于碳resitivity价值。在大约1-2A (1 - 2×10-10年米)每个原子,20到400个原子厚。一定的碳的形式很少或单一层的石墨烯。不敢相信的是,也许,几百年来,人们一直在涂鸦小电路材料没有意识到21世纪的奇迹。

虽然我们所说的石墨铅笔的铅,重金属本身没有被用于铅笔,或者至少不是自古以来,与普遍的看法相反。混乱出现大规模石墨矿床被发现,人们相信这是铅或铅矿石。纯石墨的唯一大型矿床被发现在英国坎布里亚郡,那里现在是一个铅笔博物馆。材料,也用于炮弹模具,在法国在拿破仑战争期间不可用。像往常一样,这个必要性是发明之母,Nicolas-Jacques孔蒂发现如何处理石墨和粘土粉成铅笔不同硬度的不同起始数量。今天生产使用的方法仍然是实现世界各地的每个人都学会写字。