山東省膠州市第一中學(xué) 劉志韜

同學(xué)們，你們現(xiàn)在還在用鉛筆嗎？你們有沒有注意到每支鉛筆的一頭都標(biāo)有“H”或“B”的字母？你們知道這些字母代表什么嗎？

我們知道，碳有多種同素異形體，如金剛石、石墨、C60（富勒烯）、無定形碳（木炭、焦炭、活性炭等）。同素異形體是指由同種元素組成，因排列方式不同而具有不同性質(zhì)的單質(zhì)。同素異形體之間的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，從而導(dǎo)致了其不同的用途。如金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體，其硬度很大，可用來裁玻璃、切割大理石；石墨是一種深灰色有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體，具有導(dǎo)電性，可作電極、鉛筆芯等；木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附性，可用來吸附食品和工業(yè)產(chǎn)品中的色素和異味；制糖工業(yè)中利用活性炭來脫色制白糖，活性炭還可以用來凈化水；C60分子形似足球，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了它具有一些特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，有可能廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)、催化、材料、醫(yī)藥及生物等領(lǐng)域。我國(guó)科研機(jī)構(gòu)在C60的制備和分離、C60的超導(dǎo)性、C60的結(jié)構(gòu)等方面的研究已取得了不少成就，在國(guó)際上也產(chǎn)生了重要的影響，為碳單質(zhì)的研究作出了重大貢獻(xiàn)。

2004 年，科學(xué)家成功地從石墨中分離出單層的石墨片（有人稱為石墨烯），這是目前世界上人工制得的最薄的材料——厚度與一個(gè)碳原子的直徑相當(dāng)，僅為0.335 nm。這種單層石墨片具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和一些奇特性質(zhì)，正激勵(lì)著科學(xué)家們不斷地去探索。

此外，還有一些新形態(tài)的碳單質(zhì)，如碳納米管。碳納米管的直徑一般在幾納米到幾十納米之間，它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)受到人們的廣泛關(guān)注。碳納米管具有尺寸小、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好等特點(diǎn)，在材料、催化、信息等諸多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景。

我們?nèi)粘Ｊ褂玫你U筆，就是碳單質(zhì)中的石墨和黏土按照一定比例混合制造而成的。其實(shí)，鉛筆的外形雖然都差不多，但仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，鉛筆芯的粗細(xì)不同，寫起字來字跡的深淺也不同。鉛筆芯的軟硬，主要由摻入黏土的比例決定。黏土摻得少，石墨含量多，鉛筆就軟；黏土摻得多，石墨含量少，鉛筆就硬。下表就是幾種不同型號(hào)鉛筆中石墨與黏土的配比。

規(guī)格配比（%）6H 2H H HB B 2B 6B原料石墨黏土40 60 50 50 52 48 57 43 62 38 70 30 80 20

原來，人們?yōu)榱吮硎俱U筆芯的軟硬和顏色深淺，用英文“Hard”（硬）的第一個(gè)字母“H”表示硬度，用英文“Black”（黑）的第一個(gè)字母“B”表示黑度，并且在“H”或“B”的前面加上阿拉伯?dāng)?shù)字。B 前面的數(shù)字越大，鉛筆芯越軟越黑。供畫畫用的鉛筆是6B，寫出的字又粗又黑。H 前面的數(shù)字越大，鉛筆芯越硬越淺。供制圖用的6H 鉛筆，寫出的字又細(xì)又淡。按照鉛筆芯由軟到硬的順序，鉛筆可分為17 種規(guī)格：6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H。平時(shí)寫字常用的是“HB”型的。此外還有7B、8B、9B 三個(gè)等級(jí)的軟質(zhì)鉛筆，以滿足繪畫等特殊需要。有時(shí)還有“F”型的鉛筆，“F”表示硬度在HB和H 之間的鉛筆。

鉛筆的分類正是按照筆芯中石墨的含量來劃分，一般分為H、HB、B 三大類。其中H 類鉛筆，筆芯硬度相對(duì)較高，適合用于界面相對(duì)較硬或粗糙的物體，比如木工畫線、野外繪圖等；HB 類鉛筆筆芯硬度適中，適合一般情況下的書寫；B 類鉛筆，筆芯相對(duì)較軟，適合繪畫，也可用于填涂一些機(jī)器可識(shí)別的卡片。比如，目前我們常使用2B鉛筆來填涂答題卡。很多人可能還不知道，鉛筆還可以用來鑒別鉆石的真?zhèn)巍ｃ@石用水潤(rùn)濕后，用鉛筆在它上面刻劃一下，真鉆石的表面不會(huì)留下鉛筆劃過的痕跡，用水晶、玻璃、電氣石等制作的假鉆石則會(huì)留下痕跡。

另外，常見的還有一些彩色鉛筆是鉛芯有色彩的鉛筆。這些鉛筆的鉛芯由黏土、顏料、滑石粉、膠粘劑、油脂和蠟等組成，用于標(biāo)記符號(hào)、繪畫、繪制圖表與地圖等。彩色鉛筆通常是成套（6、12、24、36、64 種顏色）裝盒。

特種鉛筆包括玻璃鉛筆、變色鉛筆、炭畫鉛筆、曬圖鉛筆、水彩鉛筆、粉彩鉛筆等。它們各有其特殊用途：①玻璃鉛筆：鉛芯由顏料、油脂和蠟等組成，用于在玻璃、金屬、搪瓷、陶瓷、皮革、塑料、有機(jī)玻璃等表面書寫或做標(biāo)記，供工業(yè)、醫(yī)藥、國(guó)防、勘測(cè)等部門使用，有紅、白、橘黃、淡黃、絳紫、深綠、淡藍(lán)、黑等顏色。②變色鉛筆：俗稱拷貝鉛筆。鉛芯含有耐曬青蓮色淀等染料，書寫的字跡用橡皮擦不掉，適用于繕寫長(zhǎng)期保存的重要文件，記載賬目，有青蓮、紅、藍(lán)、綠、黃等顏色，以青蓮色居多。③炭畫鉛筆：又稱炭素鉛筆。鉛芯由黏土、木炭粉、炭黑等制成，用于繪畫、油畫打底。④曬圖鉛筆：又稱描圖鉛筆。石墨鉛芯用油溶蠟紅等紅色染料處理，以起遮光作用，用于繪圖后直接曬圖。⑤水彩鉛筆：鉛芯中加有水溶性酸性大紅等酸性染料。鉛芯沾水時(shí)就如同水彩顏料，用于相片著色、寫生、繪制地圖和統(tǒng)計(jì)圖表等。⑥粉彩鉛筆：鉛芯用顏料及多孔柔軟的原料（如碳酸鈣）制成，不含油脂和蠟類。其硬度和書寫手感類似粉筆，用于繪畫。