圆珠笔——滚动在笔尖的发明

胡紫霞

铭铭的圆珠笔一不小心掉在了地上。他捡起来后发现写出来的笔迹断断续续的，不论怎么转动握笔的位置都无法写出流畅的笔迹了。

铭铭仔细观察圆珠笔的笔尖，也没有发现什么大的异常。他随即向爸爸求助。

铭铭：爸爸，我的圆珠笔掉在地上，写出来的字迹就变得断断续续了。这是怎么回事？

爸爸把铭铭带到光线明亮处，让铭铭仔细观察笔尖的地方。

爸爸：你看，在圆珠笔笔尖的金属外壳里藏着一颗小钢珠。圆珠笔就是利用钢珠的旋转把油墨写到纸上的一种书写工具。书写的时候，笔芯里存储的墨水通过毛細作用润滑钢珠，均匀地渗出墨水，从而达到书写的目的。笔掉到地上后影响书写，有可能就和这部分的构造特点有关系哦！

铭铭：哇，这么小的地方竟然还藏着一个钢珠，这也太神奇了吧！究竟是谁发明了圆珠笔？

爸爸：圆珠笔是匈牙利的一名编辑拉兹罗·约瑟夫·比罗（Laszlo Josef Biro）在1943年发明的。

比罗：在圆珠笔问世以前，人们常用的书写工具是自来水笔和铅笔。然而，自来水笔存水少，不适合长时间书写;同时这种笔容易漏水，再加上墨水晾干需要一定时间，使用者经常会在手上、纸上沾满墨渍，很难清洗。而铅笔的质量也不稳定，字迹模糊不清，还容易擦除。许多文件不适合使用铅笔书写。1888年，有个叫约翰·劳德的人发明了一种笔尖带有旋转圆珠、能从墨水囊中不断获得墨水的钢笔。尽管这种钢笔也有漏水的缺点，但在皮革上写字要比自来水笔好用得多。之后，他为此项发明申请了专利。

爸爸：但遗憾的是，劳德先生没有充分利用该专利技术。这一专利并未商业化，从而也无人知晓。现在广泛使用的圆珠笔还是在比罗先生设计基础上改进而来的。

比罗： 20世纪30年代后期，当我在一家报社看到速干墨水时，迅速产生了一个新想法：如果在自来水笔的胆管里装上像油墨一样的特别墨水，那么写的字不也能很快干燥吗？1938年7月，我制作出了第一支名为“油溶笔”的圆珠笔。

爸爸：您发现这种黏稠的墨水无法从一般的笔尖流出来，对吗？

比罗：是的，我不断尝试在“油溶笔”基础上改进圆珠笔的技术方案。1943年，在我的化学家兄弟乔治的帮助下，我设计出一种利用毛细作用把油墨送到圆珠的笔。根据油性渗透原理，我采用油溶性颜料作为墨水，在大气压力与油墨重力的双重作用下，笔芯中的油墨就会通过油管流向笔头的小钢珠座里，然后油墨黏附在球珠上。人们在书写时，黏附在球珠上的油墨随着小钢珠在书写面上的滚动，就会黏附在书写面上形成字迹，进而达到书写的目的。世界上第一支真正意义上的圆珠笔诞生了！

铭铭：哇，真厉害！

爸爸：我记得您的这个发明在1945年12月获得了名为“书写工具”的美国US2390636号专利权。这项专利被后人认为是您获得的圆珠笔系列专利中最有代表性的一项。为了纪念您，人们将圆珠笔称为“BIRO笔”。

比罗：经过几年时间的研究试验，我终于完成了可以投入商业使用的、比较完善的圆珠笔技术方案。时值二战期间，英国皇家空军急需一种在高空战斗机上使用的笔，于是，英国政府出资买下了这一专利使用权。不久，英国的一家飞机制造厂就推出了首批商业化的圆珠笔。从此，“BIRO笔”备受人们瞩目。

爸爸：再后来，您又对圆珠笔的墨水储存与流量控制等细节不断进行钻研、改进，包括将笔芯设计为螺旋形状，并通过控制气压来控制墨水的流量;为提升一支笔的总墨量，将笔芯又改进为回旋形状等。

铭铭：哇，小小的圆珠笔竟然有这么多的发明专利在里面啊！

比罗：哈哈！是啊，铭铭，你能不能试着分析一下，笔掉落后书写不畅的原因呢？

铭铭： 有可能是圆珠笔一旦被摔，这个包裹着钢珠的金属外壳变形甚至破裂，进而导致钢珠转动不顺畅或者直接脱落，所以就很容易发生笔迹断断续续的情况，或者根本就写不出来了。

比罗：那怎么保护你的圆珠笔不被摔坏呢？

铭铭：这还不容易，我以后要小心点儿，还要记得常把圆珠笔笔芯按压回去。

爸爸：铭铭，你知道吗？这种笔芯可以退回到笔杆中的设计也是获得了美国专利权的（US2519341）。

铭铭：这也是一个创新发明？

爸爸：对啊。这个设计避免了油墨通过小钢珠的滚动漏出而弄脏衣物的烦恼。

比罗：铭铭，创新发明是一个需要坚持不懈，不断思考改进的过程。你可要好好努力呀！