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有人说橙汁能溶解笔迹,我放下一分钟几十万的工作做了个小实验

Caitlin Regan / CC BY

橙子等酸性水果的果汁可以溶解笔迹是什么原理?

孙亚飞,分子美食家

实验器材一览:

细数一下分别是:

笔:圆珠笔、油性笔、中性笔(水笔,用红色为了好分辨)、钢笔(蓝色,同理)、铅笔;

液体:瓶装橙汁(有 CO2)、白醋、植物油、好吃的橙子;

纸张:信纸、便签纸、A4 纸(图中未显示);

底物:木桌子、PVC 桌布、iPad(没有玻璃的桌子,只好用这个了);

试验期间等结果时的娱乐:美剧、瓶装橙汁、鸭脖(摆在一边的那个可不是乱入)。

以上除了圆珠笔和 iPad,一水儿都是新买的。木桌子上有油漆,不够精确,已经让秘书飞去海南弄黄花梨了,没办法啊,就是任性。

实验方法(为省流量,照片就尽量不上了)

在纸张上面用不同的笔写上字,然后把纸背过去,用不同的液体刷一刷,等上十分钟,看看结果如何。

因为按照上面四个变量做正交实验的话,可以算一下是 5*4*3*3=180 个点,对于定性实验这么来说实在是疯了,所以先在 PVC 桌布上进行了一次,调整另外三个变量,做了 60 个点,在以下分析中,负号代表阴性,即没有任何变化,正号代表阳性,即字迹发生了迁移,0 代表虽然字迹发生模糊,但没有迁移;

笔的顺序分别为:圆珠笔、油性笔、中性笔(水笔)、钢笔、铅笔;

在带漆的木桌上和 iPad 上选择了一些点进行了实验,不为别的,是实在吃不下那么多橙子了,买了八斤多啊八斤,自产自销的那种,比褚橙便宜多了。

基本的结论:

对比之后发现,不同的笔区别比较明显,油性笔(记号笔)最容易发生笔迹散开的现象,但黑色油性笔散出的颜色却是红色的,钢笔为其次,其他笔的笔迹都很坚挺;

图中可以看到油性笔散出的红色:

对比不同纸张也比较明显:信纸最不容易出现笔迹散开的现象,便签纸尚可,而 A4 纸则相对差一些;

不同液体的效果也有区别,但对于不同的纸似乎还有不同,这四种液体选择是这样的:白醋主要由醋酸提供酸性;橙汁里有各种有机酸;瓶装橙汁号称有橙汁,但还有碳酸的区别;植物油没有酸性,但可以溶解有机物。对照下来看,橙汁溶解性确实还是更好一些,在三种纸上都有效应;

不同的底物对比性比较弱,在 iPad 和木桌上测试的几个实验没有体现出与在 PVC 桌布上的差异性,均未观察到笔迹迁移。并且所谓笔迹迁移也不是说纸上什么字印到桌面上就是什么,而是一团什么也看不出来。我那秘书动作实在是有些慢,还没把黄花梨给恁回来,没法比较了在实木上的现象了。

除了上述结果外,还有两个特点值得一提:一是在便签纸上实验时,橙汁的传统性明显不如其他三种;另外是浸过植物油的纸变硬了,古人大概也是从这种现象发展出油纸(桐油)的吧。

做这个实验有什么用呢,题主提了这么个小问题,放下一分钟几十万上下的工作来搞这些实验,是不是吃饱了撑的?

其实不然。题主所说的“字都印在了桌子上面”这种现象如果是指字清晰的印到桌子上,这其实就是一种转印现象呐。转印其实很好理解,过去印刷质量比较差的时候有那种用蜡纸的印刷工艺,经常会有同学上课睡觉醒了以后还被抓,因为脸上印出了字;还有那种装纹身的贴画其实也差不多性质,它们都是基于这些油墨与皮肤的附着力更大这一机理,此外用透明胶带修改错别字可以在不带出纸屑时只印出字,不知道是否有人试过。这种转印没有“开关”,油墨恒定地从低附着力往高附着力发展,脸上沾的油墨,或许用个胶带一揭又转到胶带上去了。

转印技术的优势是可以对一些形状不规则或者表面不平整的材料进行“印刷”,一般也都是把油墨先喷到一个附着力比较差的材料如 PET 上,然后再转到其他材料上,如果做过文化 T 恤的,应该都听说过热转印,这里面的加热过程其实相当于是一种开关,在合适的温度下可以按照设计要求把油墨进行转印。

如果橙汁有题主说的作用,这其实就是一种化学转印技术了:油墨已经附着在纸上了,一喷橙汁,然后就可以把字转到其他材料上,这时候橙汁就是一种开关,而且实现了从纤维素(纸)上来转印,这其实是很有趣也是蛮有学问的一种技术,但可惜实验下来只是笔迹发生了模糊扩散。

笔迹模糊的问题其实很好解释,其实就相当于是薄层色谱嘛,然后不同的液体就是展开剂,一般来说,相溶性比较好时展开会更明显(应该还都记得 Rf 参数吧),记号笔中的色素比较复杂,其中还含有红色色素,通过这种方法也就可以检验出来了,这种色素似乎是两亲的(不能只看橙汁,因为可能有 pH 值和氧化还原的作用,看植物油的结果更可靠)。

早些的实验,按照题主提供的方法,大晚上凑不齐道具,先用橘子试了一下,没有题中的作用。笔是正常的水性笔(此处原来记为油性笔了有误),纸是正常的打印用 A4 纸。这张纸背面是几乎全黑的油墨,将手写面扣于桌面,用橘子汁浸泡后,可以发现,油墨和笔迹都有一定的溶解,但是都没有发生转移,桌子上什么也没留下。大致分析了一下,如果能够发生一定程度的溶解,估计最需要分析的问题是附着力,打印纸的附着力可能太好了。

这与后来的实验现象有异,分析认为此时使用的橘子汁来自橘子皮,与橘汁大概不同,后来的实验中也发现橙子皮的汁可以让水性笔的笔迹散开。

题主的问题差不多回答完了,先这样吧,秘书说今天双 12 买了好多东西,忘了买黄花梨这茬了,先管管去了。