[科普中國]-這筆易擦、可降解，吃到嘴里也不怕

涂鴉是孩子認(rèn)知世界、表達感受、與其他小朋友交往的成長方式，同時能促進兒童的肌肉協(xié)調(diào)性、認(rèn)知、情感等方面的發(fā)展。

育兒專家普遍認(rèn)為，孩子在6-9歲以前最佳的涂鴉方式是自由涂鴉。在這個過程中，家長不應(yīng)不干預(yù)，也不應(yīng)教孩子任何繪畫技巧。

但是在自由涂鴉時，墻壁、電視機屏幕、沙發(fā)、床單、地板…任何東西都可能成為孩子的畫布。家長們也常常為之煩惱。

你買的可擦水彩筆可能有毒

目前市場上的涂鴉筆有粉筆、水彩筆和蠟筆等，這些筆的筆漬常常難以清除。而可擦水彩筆的出現(xiàn)可謂是從源頭上解決了家長們關(guān)于涂鴉筆漬的煩惱。

但是，你知道嗎？可擦水彩筆使用的是醇溶性色料和有機溶劑，易揮發(fā)、污染環(huán)境，而且易沾染，擦后仍為有色物質(zhì)不可降解。畫在墻上、衣服、床單或皮膚上不易清洗。不可擦蠟筆容易沾染衣物墻壁，清洗困難。某些蠟筆中可能含有有毒成分（如：紅色油畫棒中含有紅色顏料硫化汞，硫酸鎘和鎘的硒化物等），對兒童生長發(fā)育造成潛在危害。

（圖片來源：作者原創(chuàng)）

他們發(fā)明了環(huán)保可降解色料

山西大學(xué)的董川課題組偶然發(fā)現(xiàn)，某些中草藥用砂鍋熬制時湯色是深棕色的，而在玻璃燒杯里熬制時湯色卻很淺。我們知道，光照條件下一些中草藥和天然植物色素在水中會氧化褪色。如隱丹參酮溶液在自然光照和加熱的過程中由棕紅色逐漸褪成無色。如果能使這個顯色褪色反應(yīng)精準(zhǔn)可控，可能會有多樣的用途。

金屬離子與植物多酚（PP）也可發(fā)生顯色反應(yīng)，顏色隨金屬離子不同而不同。例如，茶多酚可與鐵離子形成黑綠色的金屬離子絡(luò)合物。將該絡(luò)合物經(jīng)表面活性劑增溶后得到黑綠色微乳狀液，在中性或弱堿性條件下，加熱發(fā)生水解褪色反應(yīng)。另外，兒茶素與Fe3+、Cu2+、Zn2+等分別呈黑綠、棕色、亮黃等顏色。

受這些實驗現(xiàn)象的啟發(fā)，董川等設(shè)計了能在常溫常壓下進行的光誘導(dǎo)水解褪色反應(yīng)。該反應(yīng)可表示為：

多酚PP和金屬離子Mn+形成有色絡(luò)合物：PP + Mn+ → [PP-M]n+

絡(luò)合物發(fā)生水解褪色反應(yīng)：[PP-M]n++ nOH-→PP + M(OH)n↓

利用這個反應(yīng)研制出了黑、藍、紅、綠、紫等色澤的新型光誘導(dǎo)水解褪色材料。隨著研究的深入，結(jié)合光褪色、化學(xué)褪色、熱敏褪色及微膠囊包覆褪色等反應(yīng)技術(shù)，并對控制光化學(xué)誘導(dǎo)水解褪色反應(yīng)進行的阻化劑進行了篩選，研制了環(huán)?？山到馍?。該材料光照遇水時分解為無色或淺色物質(zhì)。

兒童水擦涂鴉筆

（圖片來源：作者原創(chuàng)）

環(huán)?？山到馍铣煞汁h(huán)保健康，水擦即可褪為無色，不留下任何痕跡。于是首先應(yīng)用于兒童水擦筆、水擦蠟筆等。兒童水擦涂鴉筆可在白板、墻壁、書寫膜、地板、桌面等不滲水表面隨意涂鴉。筆跡水擦后降解為無色的環(huán)境友好物質(zhì)，可反復(fù)使用。即使不小心畫在衣服、床單、皮膚等表面，只需清水即可輕松擦除。水解產(chǎn)物對皮膚不產(chǎn)生刺激，符合國家化妝品標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過SGS檢測，符合美國ASTMF963-03、歐盟EN71 PART3無毒安全標(biāo)準(zhǔn)。即使小孩不小心將筆頭咬進嘴里，也不會對身體產(chǎn)生危害。

無塵板書教具

除了用于健康兒童學(xué)具，環(huán)保可降解色料在教學(xué)領(lǐng)域也顯示出極大的應(yīng)用優(yōu)勢。

室內(nèi)授課是學(xué)生獲取知識的重要途徑，板書演示是課堂傳授知識的主要手段。目前，國內(nèi)外使用的教具仍以傳統(tǒng)的黑板粉筆為主。然而黑色板面與周圍環(huán)境反差大，容易造成視覺疲勞。更為嚴(yán)重的是教學(xué)時會產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的粉塵，對教師和學(xué)生身體健康都產(chǎn)生危害。

隨著技術(shù)進步，白板和白板筆教具在上世紀(jì)50、60年代出現(xiàn)。白板筆多使用有機溶劑墨水，板面反光，不能長期用于課堂教學(xué)，常用于短期會議室。也有許多種筆和板擦的改進產(chǎn)品，如卷簾式寫字幕，電動式吸塵板擦，無塵粉筆等，然而沒能從根本上消除粉塵。

人眼辨別物體靠兩種視覺能力：一是亮覺，利用物體間明暗差別進行辨認(rèn)；另一種是色覺，利用物體間色彩差別進行辨認(rèn)。當(dāng)兩種功能充分協(xié)調(diào)發(fā)揮作用時，眼睛辨別東西就輕松有效。如果板面顏色與周圍環(huán)境顏色反差太大，而字跡顏色與板面顏色的對比度太小，以及字跡筆畫太細時，易產(chǎn)生視覺疲勞。

通過比較研究，董川等發(fā)現(xiàn)當(dāng)觀察角大于45度時，白板、藍筆組合的視疲勞程度明顯低于綠板、白筆組合，更低于黑板、白筆組合。觀察角小于45度時，三者無明顯差異。白板、黑筆組合最佳觀察距離為3.5至5米，而綠板、黑板和白筆組合的最佳觀察距離均為2米左右。結(jié)論是在降低視疲勞方面，白板優(yōu)于綠板，而綠板優(yōu)于黑板。但是，白板黑字構(gòu)成強光弱色的視覺環(huán)境，反射很強卻沒有什么色彩。眼睛受的刺激很強，但色覺功能受到抑制，致使視覺能力降低。在這種情況下眼睛很容易感到疲勞，故白板存在缺點。

黃色為溫和色，給人安靜祥和的感覺。教室的課桌椅和醫(yī)院病房多以米黃色裝飾，使人感到安靜、祥和。實驗發(fā)現(xiàn)，用淺米黃練習(xí)薄連續(xù)書寫2小時，有39.02%的學(xué)生出現(xiàn)眼疲勞癥狀，最早出現(xiàn)癥狀在書寫后40分鐘，眼酸眼脹視糊等癥狀輕微。而用白紙連續(xù)書寫2小時，學(xué)生普遍出現(xiàn)眼疲勞癥狀，最早出現(xiàn)癥狀時間在書寫后20分鐘，眼酸眼痛視糊等癥狀較重。故淺米黃板優(yōu)于白板。

總之，最佳板面顏色順序為：淺米黃>白>綠>黑。在教室使用淺米黃亞光板，可使視覺疲勞降到最低程度，對學(xué)生視力有保護作用。

一支水彩筆，在米黃色的亞光板上任意書寫，然后用吸附有自來水的板擦輕輕一拭，頓時墨跡全無。這就是山西大學(xué)的無塵板書教具。它沒有粉塵飛揚，墨水與板面的顏色反差適中，不易產(chǎn)生視覺疲勞，從而保護學(xué)生視力。無塵教學(xué)套裝已經(jīng)在山西大學(xué)等數(shù)十個單位實際使用，完全取代了現(xiàn)行的黑板粉筆教具。

通過對植物成分進行化學(xué)修飾得到的多種色澤的光化學(xué)誘導(dǎo)水解褪色材料，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從開始的兒童五色水擦涂鴉筆到無塵教學(xué)產(chǎn)品，以至米黃色亞光板等環(huán)保系列教具。

環(huán)?？山到馍系难芯窟€用于辦公水擦筆和辦公書寫膜，為日常的辦公、開會、培訓(xùn)等提供了便利。其顯著的經(jīng)濟社會效益獲得了國家技術(shù)發(fā)明二等獎和德國紐倫堡國際發(fā)明展銅獎等諸多獎項，被認(rèn)為達到國際領(lǐng)先水平。

現(xiàn)在這項研究不斷地深入，比如以環(huán)保可降解色料制備微膠囊色料，然后分散于空白水性涂料中得到防偽迷彩涂料。環(huán)?？山到馍嫌型谟∷⒂湍?、防偽保密、暗室顯影等領(lǐng)域一顯身手。