纸张的弹性

张军

纸张概述

文房四宝中，纸张出现得最迟。早期的纸张并不适合书写，而是用作包装等。后来经过不断的改进，到了魏晋南北朝时期，纸最终成为主流的书写材料，结束了用泥、木、陶、石、金记录文字或图画的历史。

今天的纸广泛应用于包装、印刷、工业、文化等领域。造纸的原料主要是植物纤维，根据用途不同，加入不同的辅助成分，采用不同的制作工艺。作为包装用的纸板，要求韧性好；作为印刷用纸，要求强度大；而制作纸币的纸，耐久性必须要好。一定的弹性，则是包装、书写、装饰、纸币等应用领域对纸的共同要求。

将小纸片对折抚平，松开手，它并不能恢复原状，但是会翘起来（图2）。折成瓦楞状的纸，被压缩后，还能部分恢复原状（图3）。这都说明纸是有一定弹性和塑性的。对于折纸作品来说，纸张的弹性不单来自它的材料属性，更多地来自作品的结构。下面，我们用纸片做几个小玩具，感受一下它们的弹性。

3款纸工小玩具

从普通A4纸上裁下一条16cm长、3cm宽的长方形纸条，先对折一次；然后向中间的折痕对折两次，展开，得到类似拱形的弯曲体（图4）。从弯曲体的顶部轻轻向下按，它会变形；撤去压力，它又会恢复原状。

可以把纸片稍微修饰一下，剪成圆角（图5），画上小虫子的造型。用吸管正对着“小虫子”后背适当位置吹气，纸张先弯曲后恢复原状，因前脚受到的向前摩擦力大于后脚受到的向后摩擦力，“小虫子”就会随着吹气的节奏，一步步向前“爬行”了（图6）。

从卡纸上裁下两条40cm长、3cm宽的纸带。将两条纸带的一端垂直对齐，用双面胶带固定。然后将下面的纸带翻上来，压在上面的纸带上（图7）。重复多次，就得到了一个纸弹簧（图8）。如果想得到更长的纸弹簧，可以用双面胶将多个纸弹簧粘贴起来。将纸弹簧底部固定，从上往下用力，可以将其压缩，撤去外力后，它会迅速恢复原状；也可以侧向适度用力，使其弯曲，撤去外力后，它同样能恢复原状。利用纸弹簧作为主体，我们就可以做一个摇头晃脑的卡通摆件了（图9）。

上面两款作品的折叠比较简单。下面来折一款更复杂的“小夹子”。

取边长6cm的正方形纸片，折出两条对角线，然后翻转，折出两条中线（图10）。沿着折痕，将纸片折成3层厚的正方形（图11）。再按图所示，折叠后全部展开，将4个部位的折痕剪开（图12），折叠出对称的4个尖部（图13）。翻转纸片，将4个尖部折向中心点，注意让尖部到中心点之间留出8mm距离（图14）。按图所示，将4个尖角下面的纸片折出对应的折痕后，将尖角抬起来（图15）。这时如果用手指按压中心点，4个尖角会立刻弹起来抓住手指，不经意间吓人一跳（图16）。可以用不同颜色的折纸多做几个“小夹子”，大家一起玩（图17）。

任何物质的性质和变化都取决于它的组成。分子结构的连续性和有序性、分子或原子之间的相互作用力、宏观的形状和结构等因素，共同决定了物体的弹性大小。在工程学和材料学等领域，物体的弹性是个专业的课题。如何改进纸张的弹性、如何拓展纸张的应用范围，也始终是研究人员不断探索的重要内容。目前，改变纸的微观结构、采用纳米纤维材料、改进宏观的构型设计等研究，正在为纸张性能的改进提供多种可能。

（责任编辑：白玉磊）