Minh Nguyệt
Intern Writer
Bạn có bao giờ tự hỏi, làm thế nào mà một cục tẩy nhỏ bé lại có thể xóa sạch những lỗi lầm trên trang giấy, như thể chúng chưa từng tồn tại? Trước khi chúng ta có nút "delete" thần thánh trên bàn phím, con người đã sửa lỗi theo một cách rất thủ công nhưng đầy hiệu quả: dùng cục tẩy. Cục tẩy màu hồng quen thuộc giờ đây đã trở thành vật dụng không thể thiếu trong mọi ngăn kéo, lớp học hay văn phòng, nhưng chính xác thì những "công cụ công nghệ" nhỏ bé này hoạt động như thế nào?
Lịch sử của cục tẩy cũng thú vị không kém. Con người đã dùng than chì để viết hàng nghìn năm, nhưng những chiếc bút chì hiện đại bọc than chì (hoặc hỗn hợp than chì và đất sét) trong gỗ thì mới xuất hiện từ thế kỷ 17. Cục tẩy, ngược lại, lại đến muộn hơn nhiều. Tiền thân của chúng là những viên bánh mì cũ vo tròn hay sáp ong. Đến thế kỷ 18, cao su tự nhiên bắt đầu được dùng làm cục tẩy. Sau đó, vào thế kỷ 19, cao su thô được xử lý nhiệt và lưu huỳnh để trở nên bền hơn. Cuối cùng, cục tẩy nhựa ra mắt vào thế kỷ 20. Dù cục tẩy có thể ăn được, được xử lý nhiệt hay thậm chí là chạy điện, nguyên lý cơ bản của việc xóa vẫn không thay đổi: bút chì và cục tẩy hoạt động cùng nhau nhờ lực hút và ma sát.
Giáo sư hóa học Joseph A. Schwarcz từ Đại học McGill, chia sẻ với Popular Science rằng khi chúng ta di chuyển bút chì trên giấy, những hạt carbon nhỏ li ti sẽ bong ra và bám vào giấy, tạo thành vết chì. "Ruột" bút chì – một cách gọi sai vì nó không phải là chì – không chỉ nằm kẹt giữa các sợi giấy; khi các hạt than chì tách ra, chúng còn nằm trên bề mặt giấy và giữ lại ở đó nhờ "một lực hút rất nhỏ giữa các phân tử".
Đó chính là lúc cục tẩy phát huy tác dụng. Theo giáo sư Schwarcz, "lực bám dính của những hạt than chì đó vào cao su lớn hơn so với giấy, vì vậy khi bạn chà cục tẩy lên giấy, nó sẽ loại bỏ chúng". Hàng nghìn năm trước khi cao su được thương mại hóa, người Mesoamerica đã phát triển các công cụ và vật dụng giải trí từ mủ cao su tự nhiên bằng cách khai thác và chế biến chất lỏng từ cây cao su bản địa. Dù cục tẩy tổng hợp, làm từ các chất như polyvinyl clorua, hiện phổ biến hơn cao su tự nhiên ở một số nơi trên thế giới, tất cả các loại cục tẩy đều hoạt động theo cùng một nguyên lý: "Các hạt than chì bị hút vào cục tẩy nhiều hơn là vào giấy", giáo sư Schwarcz giải thích.
Ông cũng nói thêm rằng "còn có một hiệu ứng mài mòn nhẹ, nơi bạn làm bong các hạt than chì bằng ma sát". Quá trình này làm mòn một phần giấy, điều này giải thích tại sao có rất nhiều loại cục tẩy khác nhau; cục tẩy mềm hơn thường nhẹ nhàng hơn với giấy, trong khi cục tẩy cứng hơn thường bền và chính xác hơn.
Những lực hút hóa học mà giáo sư Schwarcz mô tả được gọi là lực van der Waals. "Các phân tử có những điện tích nhỏ li ti phân bố trên các nguyên tử, và các điện tích dương sẽ hút các điện tích âm. Vì vậy, giấy sẽ có một số phân tử mang điện tích âm bị hút vào các bề mặt dương của than chì", giáo sư Schwarcz cho biết. Về cơ bản, khi bạn viết bằng bút chì, than chì bám trên giấy nhờ các lực hút này.
Tuy nhiên, lực hút giữa than chì và giấy khá yếu. Vì vậy, khi bạn chà cục tẩy lên giấy, ma sát về cơ bản sẽ phá vỡ lực hút giữa than chì và giấy, và than chì từng nằm trên giấy sẽ bám vào cục tẩy. Ở cấp độ phân tử, than chì được tạo thành từ nhiều tấm carbon hai chiều, gọi là graphene, xếp chồng lên nhau và được giữ lại bởi lực van der Waals.
Tiến sĩ Justin Caram, phó giáo sư hóa học tại Đại học California, Los Angeles, chia sẻ với Popular Science rằng "có một đám mây electron trên một lớp graphene, và một đám mây electron khác trên một lớp graphene khác". Các electron trên các tấm này có thể "dao động ngẫu nhiên" để làm cho một bên hơi tích điện dương, và bên kia hơi tích điện âm. "Vì các điện tích dương và âm tương tác với nhau, điều đó giúp gắn kết mọi thứ lại", tiến sĩ Caram nói. Nói cách khác, chúng ta phải cảm ơn lực van der Waals vì than chì bám vào giấy. Mặc dù các tấm graphene riêng lẻ "hoàn toàn trung hòa và không có lưỡng cực nội tại" – hay mặt dương và âm vốn có – "chúng vẫn tương tác với nhau vì những dao động ngẫu nhiên này". Tiến sĩ Caram bổ sung, "Đó chính là lực van der Waals. Về cơ bản, đó là lực giữa hai vật bất kỳ nơi các electron có thể di chuyển xung quanh và bù trừ cho nhau", giữ mọi thứ lại với nhau – dù hơi yếu.
Vậy còn bút dạ và mực có thể xóa được thì sao? Bút dạ bảng trắng và cục tẩy khô hoạt động tương tự như cục tẩy bút chì nhưng phức tạp hơn, chúng kết hợp một bề mặt viết trơn để ngăn mực thấm vào và một chất giải phóng dầu để giữ mực trên bảng. Một lần lau nhanh bằng cục tẩy khô dễ dàng phá vỡ liên kết giữa chất dầu và bảng trắng.
Tuy nhiên, một số loại mực có thể xóa được hoạt động khác biệt. Các nhà sản xuất bút như Pilot sử dụng mực nhiệt sắc (thermochromic ink) phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ (giống như một chiếc nhẫn đổi màu theo tâm trạng), trở nên trong suốt khi tiếp xúc với nhiệt. Vì vậy, khi bạn chà cục tẩy lên trang giấy, ma sát này làm tăng nhiệt độ lên trên 60 độ C, kích hoạt một bộ điều chỉnh trong mực. Điều này tạm thời phá vỡ "liên kết giữa chất tạo màu và chất phát triển màu", hãng Pilot viết, "xóa bỏ hiệu quả chữ viết của bạn". Từ "hiệu quả" ở đây có ý nghĩa rất lớn, bởi vì những gì bạn đã viết vẫn còn đó về mặt kỹ thuật – đã được hấp thụ vào giấy. Pilot giải thích: "Với đủ độ lạnh (như đặt giấy vào tủ đông), ở khoảng -20 độ C, các thành phần sẽ kết hợp lại, và chữ viết của bạn có thể xuất hiện trở lại!".
Mực thông thường không phản ứng với nhiệt độ như mực có thể xóa được, khiến việc "xóa" lỗi trở nên khó khăn hoặc không thể mà không làm hỏng bề mặt viết như giấy. "Mực được chất lỏng mang vào các sợi [của một tờ giấy], và khi chất lỏng khô đi, mực sẽ ở lại", tiến sĩ Caram nói. So với than chì, "nó bám sâu hơn nhiều vào mạng lưới phân tử thực tế tạo nên giấy".
Các loại dung dịch, bút và băng xóa lỗi được sản xuất hàng loạt (như Wite-Out, Tipp-Ex và Liquid Paper) đã trở nên phổ biến vào giữa thế kỷ 20 để che đi những lỗi đánh máy bằng mực. Tuy nhiên, khái niệm cơ bản về việc che giấu lỗi bằng cách sơn đè lên chúng đã có từ rất lâu đời. Các nghệ nhân cổ đại ở Ai Cập đã sử dụng sơn trắng để che lỗi trên giấy cói, bao gồm cả việc thu hẹp phần bụng của một con chó rừng trong một hình minh họa từ Sách của Người chết, các nhà nghiên cứu tại Bảo tàng Fitzwilliam của Cambridge cho biết vào tháng 3.
Nhiều bút chì hiện nay có cục tẩy tích hợp, một cải tiến được cấp bằng sáng chế lần đầu tiên tại Philadelphia vào năm 1868. Tuy nhiên, dù giờ đây chúng có vẻ không thể tách rời, bút chì và cục tẩy hiện đại không "kết hôn" ngay lập tức. Chẳng hạn, nhà sản xuất bút chì và văn phòng phẩm Nhật Bản Tombow đã phát hành chiếc bút chì đầu tiên của mình vào năm 1913; công ty này cho biết với Popular Science rằng họ đã phát triển cục tẩy đầu tiên của mình, cục tẩy Mũ sắt ("Tetsu-kabuto Jikeshi"), 26 năm sau đó. Do "các lệnh phong tỏa kinh tế thời chiến", Tombow cho biết cục tẩy ban đầu của họ "được sản xuất bằng dầu và mỡ thay vì cao su tự nhiên". Tình trạng thiếu nguyên liệu sau đó đã thúc đẩy sự phát triển của cục tẩy nhựa.
Giờ đây, ngay cả khi thời gian sử dụng màn hình định hình phần lớn cuộc sống hiện đại, bút chì và cục tẩy hiện đại vẫn tồn tại, khi học sinh, nghệ sĩ và nhân viên văn phòng mua chúng hàng tỷ chiếc mỗi năm. Với doanh số bán bút chì và bút dự kiến sẽ tăng (và tính năng tự động sửa lỗi luôn có mặt trong giao tiếp bằng văn bản), lỗi và việc chỉnh sửa thực sự chưa bao giờ biến mất; một số công cụ chỉ làm cho chúng rõ ràng hơn (hoặc ít rõ ràng hơn) đối với người khác.
Dù bạn là một người ghi chép đang chỉnh sửa một văn bản thiêng liêng hay một học sinh đang xóa những hình vẽ nguệch ngoạc ở lề sách, sai lầm là điều rất con người. Và bằng cách này hay cách khác, việc che giấu chúng cũng vậy.
Lịch sử của cục tẩy cũng thú vị không kém. Con người đã dùng than chì để viết hàng nghìn năm, nhưng những chiếc bút chì hiện đại bọc than chì (hoặc hỗn hợp than chì và đất sét) trong gỗ thì mới xuất hiện từ thế kỷ 17. Cục tẩy, ngược lại, lại đến muộn hơn nhiều. Tiền thân của chúng là những viên bánh mì cũ vo tròn hay sáp ong. Đến thế kỷ 18, cao su tự nhiên bắt đầu được dùng làm cục tẩy. Sau đó, vào thế kỷ 19, cao su thô được xử lý nhiệt và lưu huỳnh để trở nên bền hơn. Cuối cùng, cục tẩy nhựa ra mắt vào thế kỷ 20. Dù cục tẩy có thể ăn được, được xử lý nhiệt hay thậm chí là chạy điện, nguyên lý cơ bản của việc xóa vẫn không thay đổi: bút chì và cục tẩy hoạt động cùng nhau nhờ lực hút và ma sát.
Giáo sư hóa học Joseph A. Schwarcz từ Đại học McGill, chia sẻ với Popular Science rằng khi chúng ta di chuyển bút chì trên giấy, những hạt carbon nhỏ li ti sẽ bong ra và bám vào giấy, tạo thành vết chì. "Ruột" bút chì – một cách gọi sai vì nó không phải là chì – không chỉ nằm kẹt giữa các sợi giấy; khi các hạt than chì tách ra, chúng còn nằm trên bề mặt giấy và giữ lại ở đó nhờ "một lực hút rất nhỏ giữa các phân tử".
Đó chính là lúc cục tẩy phát huy tác dụng. Theo giáo sư Schwarcz, "lực bám dính của những hạt than chì đó vào cao su lớn hơn so với giấy, vì vậy khi bạn chà cục tẩy lên giấy, nó sẽ loại bỏ chúng". Hàng nghìn năm trước khi cao su được thương mại hóa, người Mesoamerica đã phát triển các công cụ và vật dụng giải trí từ mủ cao su tự nhiên bằng cách khai thác và chế biến chất lỏng từ cây cao su bản địa. Dù cục tẩy tổng hợp, làm từ các chất như polyvinyl clorua, hiện phổ biến hơn cao su tự nhiên ở một số nơi trên thế giới, tất cả các loại cục tẩy đều hoạt động theo cùng một nguyên lý: "Các hạt than chì bị hút vào cục tẩy nhiều hơn là vào giấy", giáo sư Schwarcz giải thích.
Ông cũng nói thêm rằng "còn có một hiệu ứng mài mòn nhẹ, nơi bạn làm bong các hạt than chì bằng ma sát". Quá trình này làm mòn một phần giấy, điều này giải thích tại sao có rất nhiều loại cục tẩy khác nhau; cục tẩy mềm hơn thường nhẹ nhàng hơn với giấy, trong khi cục tẩy cứng hơn thường bền và chính xác hơn.
Những lực hút hóa học mà giáo sư Schwarcz mô tả được gọi là lực van der Waals. "Các phân tử có những điện tích nhỏ li ti phân bố trên các nguyên tử, và các điện tích dương sẽ hút các điện tích âm. Vì vậy, giấy sẽ có một số phân tử mang điện tích âm bị hút vào các bề mặt dương của than chì", giáo sư Schwarcz cho biết. Về cơ bản, khi bạn viết bằng bút chì, than chì bám trên giấy nhờ các lực hút này.
Tuy nhiên, lực hút giữa than chì và giấy khá yếu. Vì vậy, khi bạn chà cục tẩy lên giấy, ma sát về cơ bản sẽ phá vỡ lực hút giữa than chì và giấy, và than chì từng nằm trên giấy sẽ bám vào cục tẩy. Ở cấp độ phân tử, than chì được tạo thành từ nhiều tấm carbon hai chiều, gọi là graphene, xếp chồng lên nhau và được giữ lại bởi lực van der Waals.
Tiến sĩ Justin Caram, phó giáo sư hóa học tại Đại học California, Los Angeles, chia sẻ với Popular Science rằng "có một đám mây electron trên một lớp graphene, và một đám mây electron khác trên một lớp graphene khác". Các electron trên các tấm này có thể "dao động ngẫu nhiên" để làm cho một bên hơi tích điện dương, và bên kia hơi tích điện âm. "Vì các điện tích dương và âm tương tác với nhau, điều đó giúp gắn kết mọi thứ lại", tiến sĩ Caram nói. Nói cách khác, chúng ta phải cảm ơn lực van der Waals vì than chì bám vào giấy. Mặc dù các tấm graphene riêng lẻ "hoàn toàn trung hòa và không có lưỡng cực nội tại" – hay mặt dương và âm vốn có – "chúng vẫn tương tác với nhau vì những dao động ngẫu nhiên này". Tiến sĩ Caram bổ sung, "Đó chính là lực van der Waals. Về cơ bản, đó là lực giữa hai vật bất kỳ nơi các electron có thể di chuyển xung quanh và bù trừ cho nhau", giữ mọi thứ lại với nhau – dù hơi yếu.
Vậy còn bút dạ và mực có thể xóa được thì sao? Bút dạ bảng trắng và cục tẩy khô hoạt động tương tự như cục tẩy bút chì nhưng phức tạp hơn, chúng kết hợp một bề mặt viết trơn để ngăn mực thấm vào và một chất giải phóng dầu để giữ mực trên bảng. Một lần lau nhanh bằng cục tẩy khô dễ dàng phá vỡ liên kết giữa chất dầu và bảng trắng.
Tuy nhiên, một số loại mực có thể xóa được hoạt động khác biệt. Các nhà sản xuất bút như Pilot sử dụng mực nhiệt sắc (thermochromic ink) phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ (giống như một chiếc nhẫn đổi màu theo tâm trạng), trở nên trong suốt khi tiếp xúc với nhiệt. Vì vậy, khi bạn chà cục tẩy lên trang giấy, ma sát này làm tăng nhiệt độ lên trên 60 độ C, kích hoạt một bộ điều chỉnh trong mực. Điều này tạm thời phá vỡ "liên kết giữa chất tạo màu và chất phát triển màu", hãng Pilot viết, "xóa bỏ hiệu quả chữ viết của bạn". Từ "hiệu quả" ở đây có ý nghĩa rất lớn, bởi vì những gì bạn đã viết vẫn còn đó về mặt kỹ thuật – đã được hấp thụ vào giấy. Pilot giải thích: "Với đủ độ lạnh (như đặt giấy vào tủ đông), ở khoảng -20 độ C, các thành phần sẽ kết hợp lại, và chữ viết của bạn có thể xuất hiện trở lại!".
Mực thông thường không phản ứng với nhiệt độ như mực có thể xóa được, khiến việc "xóa" lỗi trở nên khó khăn hoặc không thể mà không làm hỏng bề mặt viết như giấy. "Mực được chất lỏng mang vào các sợi [của một tờ giấy], và khi chất lỏng khô đi, mực sẽ ở lại", tiến sĩ Caram nói. So với than chì, "nó bám sâu hơn nhiều vào mạng lưới phân tử thực tế tạo nên giấy".
Các loại dung dịch, bút và băng xóa lỗi được sản xuất hàng loạt (như Wite-Out, Tipp-Ex và Liquid Paper) đã trở nên phổ biến vào giữa thế kỷ 20 để che đi những lỗi đánh máy bằng mực. Tuy nhiên, khái niệm cơ bản về việc che giấu lỗi bằng cách sơn đè lên chúng đã có từ rất lâu đời. Các nghệ nhân cổ đại ở Ai Cập đã sử dụng sơn trắng để che lỗi trên giấy cói, bao gồm cả việc thu hẹp phần bụng của một con chó rừng trong một hình minh họa từ Sách của Người chết, các nhà nghiên cứu tại Bảo tàng Fitzwilliam của Cambridge cho biết vào tháng 3.
Nhiều bút chì hiện nay có cục tẩy tích hợp, một cải tiến được cấp bằng sáng chế lần đầu tiên tại Philadelphia vào năm 1868. Tuy nhiên, dù giờ đây chúng có vẻ không thể tách rời, bút chì và cục tẩy hiện đại không "kết hôn" ngay lập tức. Chẳng hạn, nhà sản xuất bút chì và văn phòng phẩm Nhật Bản Tombow đã phát hành chiếc bút chì đầu tiên của mình vào năm 1913; công ty này cho biết với Popular Science rằng họ đã phát triển cục tẩy đầu tiên của mình, cục tẩy Mũ sắt ("Tetsu-kabuto Jikeshi"), 26 năm sau đó. Do "các lệnh phong tỏa kinh tế thời chiến", Tombow cho biết cục tẩy ban đầu của họ "được sản xuất bằng dầu và mỡ thay vì cao su tự nhiên". Tình trạng thiếu nguyên liệu sau đó đã thúc đẩy sự phát triển của cục tẩy nhựa.
Giờ đây, ngay cả khi thời gian sử dụng màn hình định hình phần lớn cuộc sống hiện đại, bút chì và cục tẩy hiện đại vẫn tồn tại, khi học sinh, nghệ sĩ và nhân viên văn phòng mua chúng hàng tỷ chiếc mỗi năm. Với doanh số bán bút chì và bút dự kiến sẽ tăng (và tính năng tự động sửa lỗi luôn có mặt trong giao tiếp bằng văn bản), lỗi và việc chỉnh sửa thực sự chưa bao giờ biến mất; một số công cụ chỉ làm cho chúng rõ ràng hơn (hoặc ít rõ ràng hơn) đối với người khác.
Dù bạn là một người ghi chép đang chỉnh sửa một văn bản thiêng liêng hay một học sinh đang xóa những hình vẽ nguệch ngoạc ở lề sách, sai lầm là điều rất con người. Và bằng cách này hay cách khác, việc che giấu chúng cũng vậy.
