橡皮擦的原理是什么？

橡皮擦是用来擦掉铅笔字的学具，铅笔芯是用石墨和黏土制成，通过调整石墨和黏土的比例，可以改变铅笔芯的硬度。

用铅笔在纸上写字，铅笔芯与纸发生摩擦，铅笔芯会被磨成细小的粉末，这些粉末，有的进入纸张的纤维间用肉眼看不见的缝隙，有的在纸张的表面，并且都是因为纸与笔芯粉末之间分子间作用力，被吸附在纸上。

用橡皮擦可将纸上的铅笔字去掉，一种情况是橡皮擦对笔芯粉末的分子间的作用力大于纸与笔芯粉末的分子间作用力，所以会被橡皮擦吸附。大家可试验一下，用橡皮擦用力压住纸上的铅笔字，铅笔字就会沾附到橡皮擦上，见下图。

但有些笔芯粉末进入纸张较深，单独依靠橡皮擦与笔芯粉末的分子间作用力难以将笔芯粉末吸附。所以，要用橡皮擦在字迹上摩擦，利用摩擦力克服分子间的作用力，使笔芯粉末脱落，当然纸的表面也有微量脱落，橡皮擦也有脱落。三种粉末随着橡皮擦滚动，并粘合在一起，就是成了线头似地东西。

小小的一块橡皮，可以把铅笔的印迹擦除，这个功能我们从小就知道，那么它的原理是什么呢？

先看一下铅笔为何能够在纸张上写字。铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，这两种原料以不同的比例混合，通过调混、机压、高温焙烧，最后油浸而成，石墨和黏土的不同比例，决定了铅笔的硬度，黏土含量越高，硬度就越大，比如6h的就比3h的笔芯硬。另外，铅笔标号中的b表示黑度，代表石墨的含量，6b是颜色最黑的，而绘画常用的hb铅笔则表示石墨和黏土含量相当，兼顾了质地和黑度。

由于铅笔芯中的石墨质地比较柔软，内部分子为分层结构，层和层之间容易剥离。纸张表面上又有很多细微的褶皱和纤维缝隙，当用力写字时，笔芯与纸张间的摩擦力会使笔尖的石墨形成粉末，附着在纸张表面或者纤维表层缝隙中，形成了铅笔划过的痕迹。

再来看一下橡皮。橡皮的主要成分是橡胶，另外还添加了硫磺、植物油和微小的沙粒等。在橡皮蹭字的过程中，由于摩擦力使橡皮与纸张接触面温度升高，对附着在纸张表面的石墨和黏土分子产生很强的吸附力，于是就“粘到”了橡皮表面，铅笔字就从纸张上变淡直至消失了。同时，由于橡皮中硫磺和细沙粒的存在，在摩擦中很容易掉屑，所以被吸附的铅笔沫、橡皮渣和纸张表层纤维会揉成一个个的长条形，类似于搓澡时从皮肤上搓下来的泥灰一样。

至于为何橡皮很难擦掉钢笔和圆珠笔写的字，主要是由于它们写出的字是由墨水和油墨干了后形成的，墨水和油墨分子不是附着在纸张表面，而是已经渗透到纸张纤维之中，除非用很大力把这些被浸染的纸张纤维蹭掉，否则根本擦不掉。

要理解橡皮擦的原理，首先我们来了解一下我们用来书写的纸张和铅笔。

纸张虽然我们摸起来是十分干净光滑，但是实际上，这些纸张是由木浆纤维制造而成的，因此纸张的表面如果放大几十倍来看，你可以看到其实纸张的表面是凹凸不平的，有些多木浆纤维留下来的凸起和沟壑，但是也正是因为纸张表面的这种构造，才得以让铅笔在纸张上写出痕迹。

其次，我们看看铅笔为何能在纸上写字。铅笔里面的黑色铅笔芯实际上是由石墨和带有粘性的土，经过加水搅拌以后，烧制定性而成的，而这种经过特殊处理之后的石墨笔芯，有着很好的柔软性，以及吸附性，并且由于是石墨制造成的，因此颜色呈现出黑色。由于这种黑色铅笔芯的强附着力，以及书写纸张的表面凹凸不平，当你在书写的时候，铅笔芯上的石墨粉就会在与纸张接触的时候被磨下来，然后吸附在纸张上，从而你看到的就是你写出来的颜色分明的铅笔字。

了解了纸张和铅笔的原理后，橡皮擦的工作原理就能迎刃而解了。

为什么橡皮擦能擦掉字？为什么能够轻易把强附着力的石墨粉末给擦走？橡皮擦是由橡胶制作而成的，不同于纸张看起来光滑的平面，大多数橡皮擦都有着比较明显的凹凸的表面，因此如果两者相互发生摩擦，橡皮擦有着更强的摩擦力，因此相比较于纸张，橡皮擦凭借其更强的摩擦力会薄薄地擦掉一层纸，把石墨粉剥离纸张表面，并且使石墨粉吸附在橡皮擦上，然后会形成许多橡皮灰，然后纸张就变得干净了。

但是如果是水性笔或者钢笔，橡皮擦就擦不掉，因为这种类型的笔会把墨水渗透进纸张的纤维当中，橡皮擦是擦不掉的。

说说铅笔和橡皮的故事。大多数人认为铅笔是由铅制成的，但事实证明，这是错误的。虽然我们称之为铅笔，但铅笔芯实际上是石墨，由碳组成。当你用铅笔书写时，中央圆柱体的石墨颗粒会摩擦并粘到正在书写的纸上。如果不被干扰，这些石墨颗粒会在纸上停留很长时间(十年左右)。

用一支普通的铅笔，你可以画一条大约56公里长的线。也可以用一支铅笔写45000个字，但你很可能会在这个过程中犯很多错误。犯错是人之常情，所以如果你有橡皮擦的话，你能改正错误。

橡皮擦的功能是基于我们在日常生活中的原理:摩擦。只有因为摩擦，我们才能在地上行走。这也是当你把双手揉搓时，它们会发热的原因。橡皮擦是橡皮擦和纸之间摩擦的结果。当橡皮擦在纸上摩擦时，产生的摩擦力产生热量，这有助于橡皮擦变得足够粘，从而“吸附”石墨颗粒。 通常，橡皮由合成橡胶组成，但更昂贵的橡皮擦使用乙烯基和塑料。使用这些材料是因为它们比纸纤维更粘，因此能够更容易地将石墨颗粒粘到它们上面。本质上，任何比纸纤维更粘的东西都可以用作橡皮擦，就这么简单！

人类最早使用的橡皮是湿面包皮。第一个橡皮是1770年英国工程师爱德华·奈恩发明的。据说橡皮擦的发明实际上是一个意外，奈恩在试图拾起面包皮时捡起了一块橡皮。然后，当他用橡胶擦除铅笔标记时，他意识到橡胶的擦除特性。

橡皮被称为橡皮，因为它们是由橡胶制成的，并且因为擦除的过程涉及到从纸上“擦掉”铅笔标记——因此是橡胶。朋友们，这是一个关于铅笔和橡皮的故事，它向我们展示了我们不应该害怕犯错，应该学习如何改正错误。

原理很简单，一个是摩擦力，一个是吸附力。

在橡皮发明之前，人们（歪果仁）普遍使用面包来擦铅笔，1770年英国科学家普里斯特首先发现橡胶可以擦出铅笔字迹，这个发现给人们带来很大方便。由此也可以看出，橡皮最早是利用橡胶的粘性和吸附力，通过摩擦、吸附将铅笔字迹（粘土和石墨混合的粉末）擦出掉。

最早的橡皮是用天然橡胶做的，擦字时不掉碎屑，只是把铅笔末粘在橡皮上，越擦越脏。后来，人们在制作橡皮时加入了硫磺和油等物质，使橡胶变得易碎、容易掉屑，被擦掉的铅笔末随着碎屑离开橡皮，这样一来，橡皮能经常保持干净，也不会把纸弄脏了。

随着产品的发展，橡皮分类也逐渐更为详细，有专门擦除铅笔字迹的，后来还有可以擦除钢笔字迹的，通过调整橡皮内橡胶的比例改变硬度，来擦除钢笔痕迹。人们在橡皮泥种也加入了不同的方向成分，使橡皮具有了不同的香气。

在绘画领域，橡皮分类更为详细。绘图铅笔按硬度，从6H、5H、4H、3H、2H、H、HB、1B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B，H数字越高铅笔越硬，字迹越南查处，B数字越高铅笔越软，石墨含量越高，字迹也越容易擦“脏”。而对应不同的铅笔，都有对应的专用橡皮。

除了铅笔，绘画领域还有碳棒、碳晶条等绘画工具。而橡皮领域为应付此对手，则有更软的“橡皮泥”产品。（此橡皮泥非儿童玩具可塑橡皮泥，而是美术专用橡皮泥）而橡皮泥擦出绘画痕迹主要就是靠的粘性和吸附能力了。

一物降一物。