Как работают ластики на карандашах?

Задолго до того, как люди получили возможность легко удалять ошибки в цифровых документах, опечатки и помарки на бумаге приходилось править по-старому — стирая их со страницы. Портал popsci.com рассказал, как работают ластики и как они взаимодействуют с бумагой.

Люди пользуются графитом для маркировки тех или иных вещей уже тысячи лет. Однако современные карандаши, которые облекают графит (или смесь графита и глины) в дерево, появились в XVII веке. А вот ластики, похожие на те, к которым мы привыкли сегодня, подоспели чуть позже.

Поначалу «предки» ластиков включали в себя скатанный мякиш засохшего хлеба и воск, но в XVIII веке для этой же цели начали использовать натуральную резину. А в XIX веке их сделали более прочными с помощью тепловой обработки и серы. Дебют пластиковых ластиков же состоялся в XX веке. Технологии разные, но принцип один и тот же: карандаши и ластики работают благодаря силам притяжения и трения.

При скольжении стержня карандаша по бумаге от него отслаиваются частички графита. Они не застревают меж волокнами листа, а находятся поверх него и остаются там благодаря очень маленькому притяжению между молекулами. Но к резине крошечные частички стержня притягиваются сильнее, чем к бумаге — отсюда ластик и получает свои свойства.

За тысячи лет до того, как колонизаторы поставили добычу резины на коммерческие рельса, мезоамериканцы производили инструменты и игрушки из натурального латекса, добывая смолу каучуковых деревьев. Хотя синтетические ластики, состоящие из субстанций вроде поливинилхлорида, сегодня более популярны в определенных частях света, чем резиновые, и те, и другие работают одинаково. Просто абразивный эффект объясняет, почему в мире есть столько разновидностей ластиков: мягкие обычно не так изнашивают бумагу, тогда как более плотные выигрывают в прочности и точности.

У феномена притяжения частичек графита к бумаге есть научное название — их называют вандерваальсовыми, или молекулярными, силами. По атомам каждой молекулы распределен крошечный электрический заряд, и позитивные естественным образом притягивают негативные. На бумаге есть молекулы с негативным зарядом, которые притягиваются к позитивному заряду графита — но их связь достаточно слабая. Трения ластика достаточно, чтобы нарушить притяжение, и сделать ластик более «привлекательной» поверхностью для молекул стержня карандаша.

Маркеры для досок работают похожим образом, но чуточку сложнее, поскольку доска выполняет роль гладкой поверхности для письма, которая не впитывает чернила. Плюс маслянистый пигмент позволяет поддерживать написанное на доске. Но одно движение «ластика» — и молекулярная связь между пигментом и доской разрушается.

Хотя тут стоит прояснить, что некоторые стираемые чернила функционируют иначе. Некоторые производители, такие как Pilot, используют термохромные чернила, которые реагируют на изменения в температуре — при воздействии тепла они становятся прозрачными. Трение ластика о страницу создает жар, что и вызывает реакцию, временно нарушающую молекулярную связь.