Карандаш (от тюркского. «кара таш» — чёрный камень) — пишущий инструмент в виде круглого или шестигранного деревянного стержня с графитовой сердцевиной (грифелем).
Нечто, напоминающее карандаш, художники использовали для рисования еще в XIV веке. Это были палочки, изготовленные из смеси свинца и цинка. Они носили название «серебряные карандаши». Но нас интересуют именно графитные карандаши, известные с XVI века. В местечке Камберленд (Англия), пастухи нашли в земле темную массу, которой оказалось весьма удобно метить спины овцам. Из-за серого металлического отблеска, месторождение приняли за залежи свинца. Для отливки пуль материал не подошел, но сгодился на изготовление заостренных на конце палочек которые можно было использовать для рисования. Эти палочки пачкали руки, были мягкими и подошли только для рисования, но не для письма.
 графит в природе
Графит (от греч. графо — пишу) — минерал из класса самородных элементов. Графит является аллотропной модификацией углерода со слоистой структурой. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов. Слои слабоволнистые почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода. При сильных валентных атомных связях внутри такого шестигранника, связи между ними слабее. Они являются своего рода чешуйками, которые легко отслаиваются при трении о шероховатую поверхность, оставляя всем знакомый серый карандашный цвет.
 структура графита
Чтобы было удобнее рисовать, живописцы зажимали эти графитовые «карандаши» между двумя щепками, оборачивали их бумагой, обвязывали шнуром. Английский парламентом в 18 веке был ввёл строжайший запрет (с наказанием вплоть до смертной казни)на вывоз редкого графита из Камберленда. Конечно, графит продолжал попадать в Европу с помощью контрабандистов, но цены на него были непомерно велики.
Грифель для карандаша в современном его виде придумал в 1794 году Николя Жак Контэ, талантливый французский ученый и изобретатель. Контэ разработал рецептуру смешивания графита с белой глиной (каолин) и производства из этих материалов высококачественных стержней. Прочность была достигнута с помощью обработки высокой температурой, при которой глина твердеет. Варьирование пропорции смеси дало возможность делать стержни различной твердости. В состав современных грифелей входят полимеры, дающие возможность добиваться нужного сочетания твердости, прочности и эластичности и красители, позволившие получить цветные карандаши. В результате использования полимеров в качестве связующего компонента, появилась возможность изготовления тонких грифелей (вплоть до 0.3 мм) для механических карандашей. Цвет достигается добавлением сажи или цветных красителей.
Шестигранную форму корпуса карандаша предложил в конце XIX века граф Лотар фон Фаберкастл, заметив, что карандаши круглого сечения часто скатываются с наклонных поверхностей для письма.
Недостатком простого карандаша являются большие отходы при его заточке. В целях экономии материала и времени на заточку американский инженер Алонсо Таунсенд Кросс в 1869 году предложил конструкцию металлического карандаша. Графитный стержень он поместил в металлическую трубку, из которой за счет простейшего цангового механизма он мог по необходимости выдвигаться на нужную длину.
Современные механические карандаши с тонким стержнем не нужно затачивать, они имеют различную фиксированную толщину линии (0.3мм, 0.5мм, 0.7мм, 0.9мм, 1мм) и гораздо более удобны в применении. Но и классический карандаш еще рано списывать со счетов.
|
