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破解筆跡隱形祕密

文.圖/黃鴻裕 漫畫/大腳

魔擦筆  w現在流行的魔擦筆,筆頭明明不是橡皮擦,但只要擦一下,墨水顏色就會消失,為什麼呢?讓我們一起來實驗、觀察。

之前有新聞報導詐騙集團利用魔擦筆容易擦拭的特性行騙,實際擦拭過後仔細觀察,會發現字跡並不是真的消失,而是變透明了。那麼,字跡有可能再次浮現嗎?要解答疑問,就要先了解墨水。

變色秘密──三個成分,好寫好擦

如果把墨水放大觀察,可以見到許多顆微型膠囊,有如一粒粒迷你版的涼圓,均勻地懸浮在透明的溶劑裡。這些膠囊的尺寸大約只有頭髮直徑的1/40,而且相當堅固、不易瓦解,能保護好藏有變色秘密的「餡料」不外露,使得書寫起來滑順流暢,墨色均勻一致。

讓墨水具備這種特色的核心為「餡料」,它是一種會隨著溫度變化而轉換顏色的材料,由三個關鍵成分組成,分別是染料、顯色劑和變色溫度調整劑。筆跡消失的過程大致來說是利用溫度改變這三者的互動情形,將墨水從有色狀態切換到無色狀態,使紙上的字因此消色匿跡,看起來和隱形沒兩樣。不過事情可沒那麼簡單,開發人員投入大量時間與心力,進行許多嘗試,掌握了那三個成分的特點,才有辦法讓墨水「適時」地變色。

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染料、顯色劑與變色溫度調整劑各自有不同的功能。墨水的顏色取決於染料,但是它要與顯色劑相互結合,使自己的分子結構變形成有色形態之後,才會顯現色彩。在加熱後,會與顯色劑分離,變回無色形態。但光是這樣,還不算是「好擦」的墨水。為什麼呢?原因是對溫度的改變不夠靈敏,顏色不會瞬間消失,當溫度下降之後,色彩就會漸漸回復。這個狀況在變色溫度調整劑加入後,開始有了不一樣的變化。起初,對溫度變化遲鈍的情形因此得到大幅地改善,能夠迅速變色。但也讓變色溫度範圍縮窄,所以只要溫度稍微降低一點,墨色立即還原。之後研究人員開發出新的調整劑,把墨水的變色溫度範圍拓寬,能夠用在書寫又便於擦拭的墨水就此誕生。

「好寫,好擦,好乾淨」到底好在哪裡呢?新型調整劑能夠設定墨色在特定溫度(攝氏 60 至 65 度)以上時消失,而且當溫度降回室溫時,依然處於透明無色的狀態。因此只要利用筆蓋上的特殊橡皮擦頭,透過摩擦生熱的原理,讓紙面的溫度瞬間提高,那麼筆跡就會隱形,看起來就像被擦掉一樣。如果想一次清除大面積的筆跡,可以用吹風機試試看喔,魔術效果十足!

這到底是怎麼辦到的呢?在一般書寫的情況下,微型膠囊裡的染料與顯色劑相互結合,賦予墨水顏色。這時候的調整劑處於固態,不會干擾它們結合,本身也沒有顏色,所以對墨色沒有任何影響。不過,當溫度升高至變色溫度時,調整劑融化,開始活動起來,出手妨礙染料與顯色劑相互結合,讓它們彼此分離。染料的分子結構因為這樣而變成無色形態,使顏色消失。之後即便降回到室溫,調整劑還不會就此凝固,所以墨色依舊呈現透明樣貌。

再現的筆跡──低溫冷凍,回復色彩

融化?凝固?難道一度消失的字跡,還有再次浮現的機會?沒錯!那該怎麼做?答案是低溫冷凍。準備一個夠大的夾鏈袋,把文件放進去封好,再放到冰箱冷凍即可。想用急凍噴霧也行,但是安全第一。只要溫度夠低(零下10至20度),紙面上曾經被擦掉的筆跡,就會重新顯現。

其中的原因是當溫度降到復色溫度時,變色溫度調整劑開始凝固,阻擋染料與顯色劑結合的能力驟降,而染料會在這時候與顯色劑重新相互結合,再次變形成有色形態,墨色因此得以回復。而且回升至室溫之後,顏色也不會消失。因為調整劑還在「冬眠」呢。開發人員就是利用調整劑的這項特性,讓墨水在溫度高於室溫許多時變色,在遠低於室溫時回復色彩。

不過有兩種情況會讓墨水的顏色無法再次顯現。如果墨水被加熱到很高的溫度或是長時間受到紫外線照射,那些關鍵成分會因此分解,失去原有的特性,也就不再能利用溫度變化使墨水隱形和恢復顏色了。回過頭觀察這類色筆的包裝和使用說明,便能了解為什麼會採用不透光的設計,包得緊緊的,目的是避免筆芯裡的墨水曬到太陽。

知道變色原理之後,除了把墨水用在書寫之外,是不是有其他的「玩法」?只要不心存歹念,一切OK。另外,回憶一下,生活週遭還有哪些會隨著溫度變化而轉換顏色的事物呢?它們被用在什麼地方?又是何時發揮作用?找個時間好好觀察,抽空想想唷!

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國語日報科學版

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