Як працює олівець

Олівець (від тюркського. «кара таш» — чорний камінь) — пишучий інструмент у вигляді круглого або шестигранного дерев’яного стрижня з графітової серцевиною (грифелем).

Щось, що нагадує олівець, художники використовували для малювання ще в XIV столітті. Це були палички, виготовлені із суміші свинцю і цинку. Вони носили назву «срібні олівці». Але нас цікавлять саме графітні олівці, відомі з XVI століття. У містечку Камберленд (Англія), пастухи знайшли в землі темну масу, якої виявилося дуже зручно мітити спини вівцям. З-за сірого металевого відблиску, родовище прийняли за поклади свинцю. Для відливання куль матеріал не підійшов, але згодився на виготовлення загострених на кінці паличок які можна було використовувати для малювання. Ці палички бруднили руки, були м’якими і підійшли тільки для малювання, але не для письма. графіт у природі

Графіт (від грец. графо — пишу) — мінерал класу самородних елементів. Графіт є аллотропной модифікацією вуглецю з шаруватою структурою. Шари кристалічної гратки можуть по-різному розташовуватися один відносно одного, утворюючи цілий ряд політіпії. Шари слабохвилясті майже плоскі, складаються з шестикутних шарів атомів вуглецю. При сильних валентних атомних зв’язків всередині такого шестикутника, зв’язку між ними слабкіше. Вони є свого роду лусочками, які легко відшаровуються при терті об шорстку поверхню, залишаючи всім знайомий сірий олівцевий колір. структура графіту

Щоб було зручніше малювати, живописці затискали ці графітові «олівці» між двома трісками, обертали їх папером, обв’язували мотузкою. Англійська парламентом у 18 столітті був ввів суворий заборона (з покаранням аж до смертної кари)на вивезення рідкісного графіту з Камберленда. Звичайно, графіт продовжував потрапляти в Європу з допомогою контрабандистів, але ціни на нього були непомірно великі.

Грифель для олівця в сучасному його вигляді придумав в 1794 році Ніколя Жак Конте, талановитий французький вчений і винахідник. Конте розробив рецептуру змішування графіту з білою глиною (каолін) і виробництва з цих матеріалів високоякісних стрижнів. Міцність була досягнута за допомогою обробки високою температурою, при якій глина твердне. Варіювання пропорції суміші дало можливість робити стрижні різної твердості. До складу сучасних грифелів входять полімери, що дають можливість досягати потрібного поєднання твердості, міцності та еластичності і барвники, що дозволили отримати кольорові олівці. В результаті використання полімерів в якості сполучного компонента, з’явилася можливість виготовлення тонких грифелів (аж до 0.3 мм) для механічних олівців. Колір досягається додаванням сажі або кольорових барвників.

Шестигранну форму корпусу олівця запропонував наприкінці XIX століття граф Лотар фон Фаберкастл, помітивши, що олівці круглого перерізу часто скочуються з похилих поверхонь для письма.

Недоліком простого олівця є великі відходи при його заточуванні. В цілях економії матеріалу та часу на заточку американський інженер Алонсо Таунсенд Крос в 1869 році запропонував конструкцію металевого олівця. Графітний стрижень він помістив в металеву трубку, з якої за рахунок найпростішого цангового механізму він міг за необхідності висуватися на потрібну довжину. Сучасні механічні олівці з тонким стрижнем не потрібно заточувати, вони мають різну фіксовану товщину лінії (0.3 мм, 0.5 мм, 0.7 мм, 0.9 мм, 1мм) і набагато більш зручні в застосуванні. Але і класичний олівець ще рано списувати з рахунків.