Γιατί το δίπλωμα στο χαρτί γίνεται μόνιμο;

Το δίπλωμα ή η κάμψη ενός χαρτιού γίνεται μόνιμη επειδή καταστρέφετε τη θεμελιώδη δομή των ινών που συνθέτουν το χαρτί, ωθώντας τα πέρα ​​από το ελαστικό τους όριο σε μια κατάσταση μόνιμης φυσικής αλλαγής.

Εάν έχετε δοκιμάσει ποτέ το θρυλικό 7-Fold Challenge με ένα κομμάτι χαρτί Α4, τότε ξέρετε ότι είναι φυσικά αδύνατο για ένα άτομο να διπλώσει ένα κομμάτι χαρτί επτά φορές με γυμνά χέρια. Λαμβάνοντας υπόψη πόσα εκατομμύρια άνθρωποι προσπάθησαν και απέτυχαν σε αυτή τη αινιγματική πρόκληση, αυτό είναι πολύ χαρτί με δεκάδες πτυχώσεις παντού. Δυστυχώς, ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο βάρος τους βάλετε ή πόσο καιρό περιμένετε, αυτά τα κομμάτια χαρτιού θα παραμείνουν διπλωμένα για πάντα.

Ανάμνηση της πτυχής σε ένα ξεδιπλωμένο χαρτί (Φωτογραφία :komkrit Preechachanwate/Shutterstock)

Γιατί το δίπλωμα ενός χαρτιού είναι τόσο μόνιμη πράξη; Λαμβάνοντας υπόψη πόσο εύκολα μπορούμε να χειριστούμε το χαρτί, τι το εμποδίζει να ανακτήσει την αρχική του μορφή;

Η επιστήμη του χαρτιού

Η πιο υποτυπώδης μορφή χαρτιού ήταν ο πάπυρος, που κατασκευάστηκε πριν από περίπου 5.000 χρόνια από τους Αιγύπτιους από φυτά που φύτρωναν κατά μήκος του ποταμού Νείλου. Αν και η τεχνολογία που εμπλέκεται στην κατασκευή χαρτιού έχει βελτιωθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των χιλιετιών, η θεμελιώδης ιδέα παραμένει σχεδόν η ίδια - συμπίεση και ξήρανση φυτικών ινών σε μια ομοιόμορφη επιφάνεια.

Ουσιαστικά, το χαρτί φτιάχνεται χτυπώντας ή θρυμματίζοντας το φυτικό υλικό μέχρι να απελευθερωθούν οι ίνες. Αυτό το φυτικό υλικό είναι συνήθως αειθαλή δέντρα ή άλλα ταχέως αναπτυσσόμενα κωνοφόρα, αν και φυτά όπως το μπαμπού, η γιούτα και το βαμβάκι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για το σκοπό αυτό. Αυτό το φυτικό υλικό στη συνέχεια αναμιγνύεται με νερό για να σχηματιστεί ένα εναιώρημα που ονομάζεται "απόθεμα" (ή πολτός). Αυτός ο πολτός απλώνεται στη συνέχεια σε ένα συρμάτινο πλέγμα, το οποίο ενθαρρύνει τις ίνες να συνδεθούν μεταξύ τους σε ένα ομοιόμορφο χαλάκι. Αυτό το χαλάκι στη συνέχεια πιέζεται ή συμπιέζεται για να απομακρυνθεί η περίσσεια νερού και αφήνεται να στεγνώσει.

Αυτή είναι η απλούστερη εξήγηση για το πώς κατασκευάζεται το χαρτί, αν και η μαζική παραγωγή χαρτιού χρησιμοποιεί μεγάλες μηχανές και βιομηχανικές διαδικασίες. Η παρασκευή του πολτού μπορεί να γίνει με μηχανικές ή χημικές μεθόδους, με τις τελευταίες να είναι συχνότερες στη σύγχρονη εποχή. Μόλις παραχθεί ο πολτός, βαφές και άλλα πρόσθετα μπορούν να αναμειχθούν με τις πολτούς ίνες για να δημιουργήσουν διαφορετικά χρώματα ή υφές στο τελικό προϊόν χαρτιού. Μεγάλες μηχανές κυλίνδρων με ιμάντες μεταφοράς τραβούν αυτή την ουσία υπό εξαιρετική πίεση σε ρολά ή φύλλα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αμέτρητες εφαρμογές, από τηλεφωνικούς καταλόγους και ταπετσαρίες μέχρι χαρτοπετσέτες και πάνες.

Ελαστικό και πλαστικό

Τώρα που καταλαβαίνουμε πώς κατασκευάζεται το χαρτί, έχουμε μια καλύτερη οπτική για το τι συμβαίνει όταν ένα κομμάτι χαρτί διπλώνεται ή λυγίζει. Για να το εξηγήσετε με απλά λόγια, εξετάστε το χαρτί από δομική άποψη, με τον ίδιο τρόπο που θα αξιολογούσατε την ακεραιότητα του μετάλλου ή οποιουδήποτε άλλου υλικού. Τώρα, θυμηθείτε ότι τα υλικά έχουν ένα ελαστικό όριο και μια πλαστική περιοχή. Ένα ελαστικό όριο είναι το σημείο μέχρι το οποίο ένα υλικό μπορεί να λυγίσει και να επιστρέψει στην αρχική του θέση, χωρίς καμία μόνιμη δομική αλλοίωση. Εάν υπερβείτε αυτό το όριο, μεταφέρετε ένα υλικό στην πλαστική του περιοχή, έτσι τυχόν φυσικές αλλοιώσεις στο υλικό γίνονται μόνιμες και δεν μπορούν να διατηρήσουν την αρχική του ακεραιότητα.

Κάθε υλικό θα έχει διαφορετικό όριο ελαστικότητας (απόδοση), πλαστική περιοχή και τελική αντοχή. Στην περίπτωση του χαρτιού, φανταστείτε να κρατάτε το χαρτί σαν «χοτ ντογκ», αλλά όχι να διπλώνετε ή να τσακίζετε το χαρτί. Οι φυτικές ίνες στο χαρτί, σε αυτό το σημείο, δεν έχουν ξεπεράσει το όριο ελαστικότητάς τους, οπότε μπορείτε να αφήσετε το χαρτί να φύγει και θα επιστρέψει στην επίπεδη, χωρίς τσάκιση κατάστασή του. Ωστόσο, αν κυλήσετε το ίδιο φύλλο χαρτιού σε ένα χαλαρό σωλήνα και τυλίξετε ένα λαστιχάκι γύρω του για μερικές ώρες, μερικά των φυτικών ινών θα ωθηθεί πέρα ​​από το όριο ελαστικότητας. Όταν αφαιρείτε το λάστιχο, δεν θα είναι πλέον επίπεδο, καθώς έχουν εμφανιστεί μικρές σωματικές παραμορφώσεις.

Όταν διπλώνετε ένα κομμάτι χαρτί, οι φυτικές ίνες κατά μήκος της πτυχής θα ωθηθούν μόνιμα στην πλαστική περιοχή της ακεραιότητάς του και θα φτάσουν σε ένα σημείο θραύσης στην πραγματική γωνία της πτυχής. Η πτυχή γίνεται δομική αστοχία και δεν μπορεί να αναστραφεί, καθώς οι ίνες δεν μπορούν να ανακτήσουν την αρχική τους ακεραιότητα. Ως αποτέλεσμα αυτής της δομικής αστοχίας, το χαρτί θα θυμάται αυτό το δίπλωμα για πάντα, ανεξάρτητα από το πόσο σκληρά προσπαθείτε να το ισιώσετε ξανά.

Μια τελευταία λέξη

Το χαρτί είναι ένα από τα πιο κοινά και χρήσιμα υλικά στον κόσμο, αλλά σε σύγκριση με μέταλλο, πλαστικό ή άλλες σύνθετες ουσίες, είναι πολύ εύθραυστο και έχει χαμηλό όριο για δομική αστοχία. Με άλλα λόγια, αν πρόκειται να κάνετε ένα δίπλωμα σε ένα κομμάτι χαρτί, φροντίστε να το τοποθετήσετε στη σωστή θέση, γιατί δεν θα μπορέσετε ποτέ να το πάρετε πίσω!