張軍
文房四寶中,紙張出現(xiàn)得最遲。早期的紙張并不適合書寫,而是用作包裝等。后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn),到了魏晉南北朝時(shí)期,紙最終成為主流的書寫材料,結(jié)束了用泥、木、陶、石、金記錄文字或圖畫的歷史。
今天的紙廣泛應(yīng)用于包裝、印刷、工業(yè)、文化等領(lǐng)域。造紙的原料主要是植物纖維,根據(jù)用途不同,加入不同的輔助成分,采用不同的制作工藝。作為包裝用的紙板,要求韌性好;作為印刷用紙,要求強(qiáng)度大;而制作紙幣的紙,耐久性必須要好。一定的彈性,則是包裝、書寫、裝飾、紙幣等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)埖墓餐蟆?/p>
將小紙片對(duì)折撫平,松開手,它并不能恢復(fù)原狀,但是會(huì)翹起來(lái)(圖2)。折成瓦楞狀的紙,被壓縮后,還能部分恢復(fù)原狀(圖3)。這都說(shuō)明紙是有一定彈性和塑性的。對(duì)于折紙作品來(lái)說(shuō),紙張的彈性不單來(lái)自它的材料屬性,更多地來(lái)自作品的結(jié)構(gòu)。下面,我們用紙片做幾個(gè)小玩具,感受一下它們的彈性。
從普通A4紙上裁下一條16cm長(zhǎng)、3cm寬的長(zhǎng)方形紙條,先對(duì)折一次;然后向中間的折痕對(duì)折兩次,展開,得到類似拱形的彎曲體(圖4)。從彎曲體的頂部輕輕向下按,它會(huì)變形;撤去壓力,它又會(huì)恢復(fù)原狀。
可以把紙片稍微修飾一下,剪成圓角(圖5),畫上小蟲子的造型。用吸管正對(duì)著“小蟲子”后背適當(dāng)位置吹氣,紙張先彎曲后恢復(fù)原狀,因前腳受到的向前摩擦力大于后腳受到的向后摩擦力,“小蟲子”就會(huì)隨著吹氣的節(jié)奏,一步步向前“爬行”了(圖6)。
從卡紙上裁下兩條40cm長(zhǎng)、3cm寬的紙帶。將兩條紙帶的一端垂直對(duì)齊,用雙面膠帶固定。然后將下面的紙帶翻上來(lái),壓在上面的紙帶上(圖7)。重復(fù)多次,就得到了一個(gè)紙彈簧(圖8)。如果想得到更長(zhǎng)的紙彈簧,可以用雙面膠將多個(gè)紙彈簧粘貼起來(lái)。將紙彈簧底部固定,從上往下用力,可以將其壓縮,撤去外力后,它會(huì)迅速恢復(fù)原狀;也可以側(cè)向適度用力,使其彎曲,撤去外力后,它同樣能恢復(fù)原狀。利用紙彈簧作為主體,我們就可以做一個(gè)搖頭晃腦的卡通擺件了(圖9)。
上面兩款作品的折疊比較簡(jiǎn)單。下面來(lái)折一款更復(fù)雜的“小夾子”。
取邊長(zhǎng)6cm的正方形紙片,折出兩條對(duì)角線,然后翻轉(zhuǎn),折出兩條中線(圖10)。沿著折痕,將紙片折成3層厚的正方形(圖11)。再按圖所示,折疊后全部展開,將4個(gè)部位的折痕剪開(圖12),折疊出對(duì)稱的4個(gè)尖部(圖13)。翻轉(zhuǎn)紙片,將4個(gè)尖部折向中心點(diǎn),注意讓尖部到中心點(diǎn)之間留出8mm距離(圖14)。按圖所示,將4個(gè)尖角下面的紙片折出對(duì)應(yīng)的折痕后,將尖角抬起來(lái)(圖15)。這時(shí)如果用手指按壓中心點(diǎn),4個(gè)尖角會(huì)立刻彈起來(lái)抓住手指,不經(jīng)意間嚇人一跳(圖16)。可以用不同顏色的折紙多做幾個(gè)“小夾子”,大家一起玩(圖17)。
任何物質(zhì)的性質(zhì)和變化都取決于它的組成。分子結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和有序性、分子或原子之間的相互作用力、宏觀的形狀和結(jié)構(gòu)等因素,共同決定了物體的彈性大小。在工程學(xué)和材料學(xué)等領(lǐng)域,物體的彈性是個(gè)專業(yè)的課題。如何改進(jìn)紙張的彈性、如何拓展紙張的應(yīng)用范圍,也始終是研究人員不斷探索的重要內(nèi)容。目前,改變紙的微觀結(jié)構(gòu)、采用納米纖維材料、改進(jìn)宏觀的構(gòu)型設(shè)計(jì)等研究,正在為紙張性能的改進(jìn)提供多種可能。
(責(zé)任編輯:白玉磊)