iPon Hírek

Az írás fizikája

Dátum | 2011. 12. 05.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Már legalább ötezer éve alkalmazzuk, mégis nagyon keveset tudunk az írás fizikájáról, vagyis hogy mi is történik pontosan a toll, a tinta és a papír között. Dél-koreai és amerikai tudósok közelebbről megvizsgálva az írás folyamatát, arra jutottak, hogy a papír és a toll közötti kapilláris „kötélhúzás” eredménye dönti el a tinta folyásának ütemét, írja a physicsworld.com.

A kutatócsoport külön vizsgálta a paca és a vonal képződését. Úgy találták, hogy töltőtoll használata közben négy faktor határozza meg a tintafolyás mértékét: a toll kapilláris hatása, a papír pórusainak kapilláris hatása, és a tinta felületi feszültsége, valamint viszkozitása. Vonal húzásakor ezekhez még hozzáadódik ötödik összetevőként a toll sebessége.

Elméleti megközelítésben a kutatók „minimális tollról” beszélnek, amely egy egyszerű kapilláris cső. Ez a modell egyébként elég jó közelítéssel fedi azon üreges nádak működési és szerkezeti elvét, amelyekkel az egyiptomiak papiruszra írtak. Az elméleti feltevésben a papír hengeres lyukak soraként szerepel. A durvább papír esetében a pórusok átmérője kicsi, és közel vannak egymáshoz, a finomabb változatnál szélesebb és lazábban elhelyezkedő lyukakat képzeltek el. (Kérdés persze, hogy ez megfelelő modellezése-e a valódi papírnak, amely cellulózrostok sokkal bonyolultabb szövedékéből áll.)

Nyomtatópapír cellulózrostjai
A papír keskenyebb lyukainak kapilláris hatása nagyobb, mint a toll szélesebb csövének, de ha túl kicsik a pórusok, akkor az lassítja a tinta folyását. Amíg az anyag pórusai nem nagyobbak, mint a toll kapilláriscsövének átmérője, addig a papír szívóereje legyőzi a tollét, vagyis több tinta folyik. Ez azt is megmagyarázza, hogy miért olyan nehéz üvegre írni: pórusok nélkül nincs, ami kifelé „húzná” a tintát a tollból, ha viszont vastagabb hegyű tollal próbálkozunk, aminek kisebb a kapilláris hatása, akkor sokkal könnyebben tudunk üvegre, vagy fém táblára írni. A tinta jellemzőit vizsgálva kiderült, hogy a nagyobb felületi feszültségű jobban nedvesíti a papírt, a nagy viszkozitás viszont ennek ellenében dolgozik.

A kutatók kísérletekkel is vizsgálták az elméleti feltevéseket. A „papír” elkészítéséhez 10‒20 mikrométer átmérőjű és mélységű lyukakat vájtak egymástól ugyanilyen távolságra egy szilícium lapkába. 0,5‒1 milliméteres üveg kapillárisok játszották a toll szerepét, tinta helyett pedig különböző koncentrációjú glicerinoldatokat használtak. A kísérlet megerősítette az elméleti feltevéseket.

Évezredek óta írunk, így azt várnánk, hogy semmiféle meglepetés nem érte a tudósokat. Meglepetés volt azonban, hogy a tollat elhagyó tinta alakja pontos parabolát formáz, amit eddig nem is sejtettek. Ennek oka, hogy a mozgó toll előtt található pórusok maguk felé szívják a tintacseppet.

A kutatók az igazi papír és toll kapcsolatát is megvizsgálták. Ehhez egy 0,1 milliméter átmérőjű tollhegyet érintettek hétköznapi papírhoz két másodpercre. A modellkísérletek alapján álló tollnál három milliméteres pacát, 5 mm/s-os sebességgel mozgó toll esetében pedig 0,82 milliméter széles vonalat jósoltak eredményül. A vonal 0,7 mm széles lett, a paca pedig 1,3 mm átmérőjű. Az eltérést azzal magyarázzák, hogy a hétköznapi papír rostjai deformálódnak, a pórusok nőni kezdenek, ahogy folyadék éri őket, szemben a szilíciumlapkába vájt pórusokkal, amelyek alakja és mérete nem változik.

Bár a kutatócsoport a textíliákon képződő tintapacákat nem vizsgálta külön, de ebben a témában az eredmények és tapasztalat magukért beszélnek, és most már a fizikai hátterét is ismerjük annak, hogy mi történik az ingzsebben felejtett kupak nélküli tollal. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

7. Balucsek
2011.12.05. 13:35
És láss csodát kigondolta volna, hogy a papír magába szívja a nedvességet... Ha nem látom mikroszkopikus szinten akkor el se hiszem... Ugye ezek direkt az anti-Nobel díjra mennek?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. prohlep
2011.12.05. 13:48
"a paradicsom egészséges"

ezek jo cikkek akkor is, ha bizonyos szemszogbol nevetsegesnek lehet beallitani

mellesleg NASA egyaltalan NEM volt mindezzel tisztaban!

annyira, hogy sok dollart elfutyultek arra, hogy tulnyomasos tollat keszitsenek urhajosoknak

aztan egy orosz (budos kommunista) urhajos kiprobalt egy sima golyostollat, es mukodott

miert?

pontosan azert, ami ebben a cikkben van

lehet ezen a cikken rohogni, de akkor tessek a NASA hianyos tudasan is rohogni
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. pjszilard
2011.12.05. 14:01
Most mar ertem miert pacas a monitor, ha lassan gepelek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. hamzajanos
2011.12.05. 14:22
Űrtoll vagy ceruza?

http://www.urbanlegends.hu/2005/05/urtoll-vagy-ceruza/
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. stranger
2011.12.05. 14:28
Hát ezt is tudjuk
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. ájPon
2011.12.05. 15:02
@prohlep
Baromság
http://www.omg-facts.com/view/Facts/45288
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. tibaimp
2011.12.05. 17:16
de ráértek...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!