木の鉛筆に隠れた8つのこと。 · Deep Cuts

DC·139 Deep Cuts

ノーベル賞を、粘着テープで勝ち取った

字を書くたびに、鉛筆は黒鉛のかけらを落としている——炭素原子1個分の厚さのシートが、ページのように積み重なったものだ。何十年もの間、誰もその1枚を取り出せなかった。2004年、マンチェスターの2人の物理学者がほとんど遊びのようにやってのけた。ありふれた粘着テープを黒鉛に押しつけ、はがし、折り、またはがす——そうして原子1個分の厚さの薄片だけが残った。その物質グラフェンは鋼鉄より強く、優れた導体でもある。これにより2人は2010年のノーベル物理学賞を手にした。

最初の原子炉は、黒鉛の積み重ねだった

鉛筆に詰まっているのと同じ黒鉛が、世界初の原子炉を動かした。1942年、シカゴのフットボール競技場の地下で、物理学者たちは超高純度の黒鉛を機械加工したブロック約45,000個——およそ360トン——をウランとともに積み上げた。黒鉛は中性子をちょうど連鎖反応が続く程度に減速させ、12月2日、その山は臨界に達した。世界初の自己持続的な核反応である。原子力時代は、あなたの鉛筆に入っているものの山の中で始まった。

鉛筆の芯は、陶器のように焼かれている

純粋な黒鉛は柔らかすぎ、希少すぎて、よい鉛筆にはならない。1795年、あるフランスの発明家が、戦時の封鎖でイギリス産黒鉛が断たれるなか、これを解決した。黒鉛を粉に挽き、粘土と混ぜ、細い棒の形にして、陶器のように窯で焼いたのだ。その妙は——粘土が多いほど、線は硬く淡くなる。鉛筆が今日まで、柔らかく濃いものから硬く薄いものへと等級分けされているのは、このひとつの工夫のおかげである。

『ウォールデン』の著者は、鉛筆職人だった

小屋と本の前に、家業の鉛筆工場があった。『ウォールデン』の著者は、1823年創業の父の鉛筆事業で何年も働き、ひそかにそれを一変させた——粘土が最良の結合材だと突き止め、黒鉛を極めて細かい粉に挽く製粉機を造り、ヨーロッパ最高峰に並ぶ芯を生み出したのだ。鉛筆はよく売れ、彼の名を残すことになるあの執筆を支える資金にもなった。簡素な暮らしの哲学者は、まずもって工業化学者だった。

同じものが、固まった鍵を解き放つ

黒鉛が字を書けるのは、炭素原子が平らなシート——約0.34ナノメートル間隔——に組み上がり、横方向にはしっかり結びつきながら、互いの上を自由に滑るからだ。鉛筆を紙の上で引けば、その滑りやすい層がはがれて線になる。同じ滑りやすさが、黒鉛を優れた乾性潤滑剤にする。錠前師は固くなった錠に、固まって砂粒を抱き込む油の代わりに、黒鉛の粉を吹き込む。引っかかる鍵やファスナーに鉛筆をこすりつければ、その場で動くようになる。

鉛筆がほとんどいつも黄色い理由

鉛筆は黄色である必要などなかった。1889年のパリ万国博覧会で、あるオーストリア=ハンガリーのメーカーが、シベリア産の貴重な黒鉛を詰めた高級鉛筆を売り出し、それを鮮やかな黄色——皇帝や東方に古くから結びついた色——に塗った。ひと言も使わずに品質を物語らせるためだ。黄色を14層重ね、先端には金をあしらった。買い手はやがて黄色を最高の鉛筆と結びつけ、競合もそれをまね、今日に至るまで地球上のほとんどの鉛筆は黄色く塗られている。

鉛筆の落書きは、電流を流せる

黒鉛は珍しい存在だ——電気を通す非金属である。原子シートの内部では、自由電子が金属の導線と同じように自在に動き回る。だから紙に引いた太く濃い線は、本物の電気の導体であり、端から端まで数千オームを示す。簡単な回路の切れ目を濃い鉛筆の線でつなげば、線を長く引くか短く引くかで小さな豆電球を暗くも明るくもできる——黒鉛でできた自家製の抵抗器だ。あなたの鉛筆は、ひそかに電子部品なのである。

この鉛筆の芯は、溶けることを拒む

たいていの固体は、十分に熱すれば溶ける。黒鉛は溶けない。常圧では決して液体にならず——約3,600°Cを超えると、そのまま蒸気へと飛び移る。あらゆる元素の中で最も高いその点だ。この頑とした耐熱性ゆえに、黒鉛は溶けた金属を入れるるつぼや、噴射に耐えるロケットノズルの内張りに成形される。鉛筆のつつましい灰色の芯は、この尺度でいえば、これまでに作られた中で最も熱に強い筆記材料なのだ。

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