鉛有毒!那鉛筆裡有鉛嗎?如果沒有,為啥還要叫鉛筆呢?

2021-01-11 李論科學

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我們現在使用的鉛筆核心不含鉛,而是含有一種稱為石墨的固體碳。要是鉛筆真的含鉛那還了得,不過這個名字的由來,還是要從鉛筆的歷史說起。

鉛是一種灰色或銀白色的軟金屬,人類使用鉛已有幾千年的歷史,因為鉛的用途非常廣泛。但是,鉛對人體的毒性很大,這也是為什麼我們現在用毒性較低的金屬逐漸代替了鉛的生活用途。儘管如此,鉛筆、鉛筆,從名字就能給人一種誤導,許多人仍然相信鉛鉛筆中含有鉛的神話觀念。

人們使用鉛筆書寫的歷史,現在的鉛筆其實是石墨

幾萬年來,我們的祖先用燒焦的煤或棍子在洞穴牆壁上作畫。到了大約3500年前,在埃及的第十八王朝,這項技術已經從燒焦的棍棒發展到使用一種大約15-20釐米長的薄畫筆。使用畫筆能畫出一條細而溼的暗線,畫出來的細線一開始是好的,但這個線是溼的,很容易散亂。

大約2000年前,希臘人和羅馬人意識到,一塊削尖的鉛塊可以在紙莎草紙上畫出一條幹白色的線。幹線確實不容易散亂,但又看不清。

現代鉛筆的美妙之處在於,它將畫筆的優勢與鉛塊的優勢融為了一體。使用現代的鉛筆能做出了一條非常完美的線條,因為它既幹(所以不會散),又黑(所以很容易看到)。

現代的「無鉛」鉛筆最早出現在16世紀英國坎伯蘭湖區的波羅代爾。傳說一棵大樹被風吹倒了,當地的牧羊人注意到樹根上粘著一塊黑色的東西。他們以為那是煤,想把它燒了,可是又燒不起來。但他們很快就發現了這個東西可以給羊做標記。

牧羊人發現的其實是石墨,它實際上是一種碳。但是當時化學正在起步階段,沒人能認出這東西的成分,由於這種書寫材料與金屬鉛相似,但顏色更深,人們開始稱它為「黑鉛」。他們認為那只是鉛的一種,最後,鉛筆核心的名字被縮短為「鉛」。

直到1779年,德國化學家k·w·舍勒(K. W. Scheele)最終確定鉛筆芯由純碳組成。十年後,A·g·維爾納認為這種碳材料需要一個新名字,並根據希臘單詞「graphein」(意為「書寫」)提出了「石墨」這個名字。黑芯鉛筆其實在現在和過去都含有石墨,而不是鉛。

有關石墨鉛筆的歷史記載

我們知道,在1540年,黑鉛還沒有普遍用於鉛筆,因為在那一年,義大利寫作大師喬萬巴蒂斯塔·帕拉蒂諾寫了一本書,描述了他認為的:一個優秀的抄寫員必須具備的所有工具。他的書裡沒有提到任何類似鉛筆的東西,也沒有提到任何含有石墨的東西。但在25年後的1565年,瑞士博物學家和醫生康拉德·蓋斯納(KonradGesner)寫了一本關於化石的書。在他的書中,他描述了一種新的書寫工具,這似乎是原始的黑色鉛筆最早的記載。

1609年,本·瓊森(Ben Jonson)的戲劇《愛比古》(Epicoene)中的一個角色描述了一些數學工具,包括「他的正方形、圓規、黃銅筆和用來畫地圖的黑鉛」。1622年,弗裡德裡希·施泰德勒在紐倫堡成為第一個批量生產鉛筆的人。1683年,約翰·佩圖斯爵士(Sir John Pettus)寫了一本關於冶金學的書,在他書中把波羅代爾礦描述為生產一種供畫家、外科醫生和作家使用的鉛。畫家們用它來畫草圖,外科醫生們用這種「黑鉛」來治病,而作家們則為這種不用攜帶墨水瓶的新書寫工具而歡欣鼓舞。

石墨鉛筆的普及

在黑鉛被發現後的幾個世紀裡,波羅代爾黑鉛一直是迄今為止發現的質量最高的鉛礦。除了它在繪畫、書寫和醫療應用,石墨在鑄造炮彈和其他金屬物品方面具有非常重要的軍事戰略用途。因此,1752年3月26日,英國下議院通過了一項法案,名為「更有效地保護黑鉛礦免遭盜竊和搶劫的法案」。這種行為使偷竊這種高質量的黑鉛成為重罪,要受到勞動或運輸到殖民地的懲罰。這個時候人們還不知道這是啥玩意,就知道很有用,仍然成其為黑鉛。上文說了是在1779年才確定其成分,1789年才命名為石墨。

英國人多年對波羅代爾的純石墨進行壟斷。直到1795年,在拿破崙的敦促下,尼古拉·雅克·孔戴終於想出了一種方法,可以把低質量的石墨轉化為優良的書寫材料。他把低質量的石墨磨得很細,與磨得很細的粘土混合,在高溫下燒制,最後加入蠟,再然後再將其插入細木條中。1832年,在波羅代爾石墨供應地附近,一家鉛筆工廠開始運作。1916年,這裡變成了坎伯蘭鉛筆工廠,生產了深受學生喜愛的德溫特鉛筆。

然而,儘管由石墨製成的鉛筆在1565年左右首次被使用,但使用含鉛的鉛筆在18世紀仍然非常普遍。為什麼?因為便宜啊,即使它們有毒。事實上,直到20世紀早期,含鉛鉛筆才絕跡。因此現在的鉛筆根本不含鉛,而一直叫鉛筆是因為歷史原因,人們習慣了。

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