校园未解之谜:中性笔芯端的黄色液体是干啥用的?物理老师告诉你!

初中物理化学 2024-10-22 20:43:42

很多同学在课堂上都有过因为无聊把玩中性笔的经历。

有些同学甚至喜欢用自动铅笔芯捅中性笔芯后端那段神秘的黄色液体,边捅边想:这是什么东西呢?

今天我们就来揭开这个校园未解之谜,从初中物理和初中化学的角度,一探它的真面目!

那段神秘液体是什么?

其实,这段黄色液体有个专业的名字,叫做随动密封剂(ink follower)。

它就像墨水的“塞子”,用来防止中性笔的墨水泄漏和干涸。

而且,它的设计中还隐藏着两个重要的物理原理。

首先,随动密封剂能防止空气进入笔芯,这其实和大气压强有关。

墨水的流动需要保持笔芯内外大气压强平衡,如果空气跑进去,气压失衡,墨水就可能干掉或流不出来。

而尾端的密封液体正是帮助维持这个平衡,让墨水持续顺利地流向笔尖。

其次,笔芯里的墨水通过毛细现象从后端流向笔尖。

毛细现象是液体在细小管道里自动上升或下降的现象。

中性笔的笔芯很细,墨水通过这个现象被“牵引”着流动,保证写字的时候出墨顺滑。

随动密封剂还能跟随墨水减少时向前移动,确保墨水不会倒流或中断书写。

它是什么做的?

随动密封剂通常由硅油或矿物油组成,这些物质具备非常强的化学稳定性,不会与中性笔墨水发生反应。

这其实是初中化学中的“物质化学性质”概念。

由于它们不易挥发,还能长时间保持笔芯的密封效果,避免墨水变干。

除了基础油,随动密封剂里还会加入增稠剂,比如二氧化硅。

这些增稠剂让基础油变得更稠,形成类似凝胶的结构。

这样一来,它既可以牢牢封住墨水,又可以随着墨水的减少而前移。

为什么圆珠笔没有这种“塞子”?

有些同学可能会好奇:为什么圆珠笔没有这个黄色的“塞子”?

这是因为圆珠笔的墨水比中性笔的墨水粘稠得多。

圆珠笔用的是油性墨水,粘度很高,不容易漏出来,所以不需要加密封剂。

而中性笔的墨水是水性墨水,粘度低、容易挥发,如果没有随动密封剂的保护,墨水很快就会干掉。

圆珠笔、中性笔的趣味故事

顺便说一下,圆珠笔的发明者是匈牙利记者拉迪斯拉夫·比罗(László Bíró)。

1938年,他灵感一现,发明了世界上第一支圆珠笔。

后来,这项发明风靡全球。

而中国的圆珠笔发展历史也很有趣。

虽然早在20世纪50年代我们就引进了圆珠笔,但直到2017年,中国才真正实现了圆珠笔“笔尖钢”的自主生产。

此前,我们一直依赖进口材料,这一技术突破背后凝聚了大量科研人员的努力。

那误食了会怎么样?

小时候玩中性笔时,很多同学都会去吸一下,你有没有人担心过:

如果不小心吸进嘴里,会不会有危险?

其实不用太担心,随动密封剂的成分非常稳定,少量误食一般不会造成什么大问题。

但这并不意味着你可以随便尝哦,安全第一!

到这里,你应该明白了吧!

中性笔后端的那段黄色液体,原来是笔芯里的“小保姆”,帮助墨水保持流畅,防止干涸。

背后不仅有毛细现象和空气压力差这样的初中物理知识,还有化学上的“物质化学性质”在默默起作用。

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