紙張的彈性

張軍

紙張概述

文房四寶中，紙張出現得最遲。早期的紙張并不適合書寫，而是用作包裝等。后來經過不斷的改進，到了魏晉南北朝時期，紙最終成為主流的書寫材料，結束了用泥、木、陶、石、金記錄文字或圖畫的歷史。

今天的紙廣泛應用于包裝、印刷、工業、文化等領域。造紙的原料主要是植物纖維，根據用途不同，加入不同的輔助成分，采用不同的制作工藝。作為包裝用的紙板，要求韌性好；作為印刷用紙，要求強度大；而制作紙幣的紙，耐久性必須要好。一定的彈性，則是包裝、書寫、裝飾、紙幣等應用領域對紙的共同要求。

將小紙片對折撫平，松開手，它并不能恢復原狀，但是會翹起來（圖2）。折成瓦楞狀的紙，被壓縮后，還能部分恢復原狀（圖3）。這都說明紙是有一定彈性和塑性的。對于折紙作品來說，紙張的彈性不單來自它的材料屬性，更多地來自作品的結構。下面，我們用紙片做幾個小玩具，感受一下它們的彈性。

3款紙工小玩具

從普通A4紙上裁下一條16cm長、3cm寬的長方形紙條，先對折一次；然后向中間的折痕對折兩次，展開，得到類似拱形的彎曲體（圖4）。從彎曲體的頂部輕輕向下按，它會變形；撤去壓力，它又會恢復原狀。

可以把紙片稍微修飾一下，剪成圓角（圖5），畫上小蟲子的造型。用吸管正對著“小蟲子”后背適當位置吹氣，紙張先彎曲后恢復原狀，因前腳受到的向前摩擦力大于后腳受到的向后摩擦力，“小蟲子”就會隨著吹氣的節奏，一步步向前“爬行”了（圖6）。

從卡紙上裁下兩條40cm長、3cm寬的紙帶。將兩條紙帶的一端垂直對齊，用雙面膠帶固定。然后將下面的紙帶翻上來，壓在上面的紙帶上（圖7）。重復多次，就得到了一個紙彈簧（圖8）。如果想得到更長的紙彈簧，可以用雙面膠將多個紙彈簧粘貼起來。將紙彈簧底部固定，從上往下用力，可以將其壓縮，撤去外力后，它會迅速恢復原狀；也可以側向適度用力，使其彎曲，撤去外力后，它同樣能恢復原狀。利用紙彈簧作為主體，我們就可以做一個搖頭晃腦的卡通擺件了（圖9）。

上面兩款作品的折疊比較簡單。下面來折一款更復雜的“小夾子”。

取邊長6cm的正方形紙片，折出兩條對角線，然后翻轉，折出兩條中線（圖10）。沿著折痕，將紙片折成3層厚的正方形（圖11）。再按圖所示，折疊后全部展開，將4個部位的折痕剪開（圖12），折疊出對稱的4個尖部（圖13）。翻轉紙片，將4個尖部折向中心點，注意讓尖部到中心點之間留出8mm距離（圖14）。按圖所示，將4個尖角下面的紙片折出對應的折痕后，將尖角抬起來（圖15）。這時如果用手指按壓中心點，4個尖角會立刻彈起來抓住手指，不經意間嚇人一跳（圖16）。可以用不同顏色的折紙多做幾個“小夾子”，大家一起玩（圖17）。

任何物質的性質和變化都取決于它的組成。分子結構的連續性和有序性、分子或原子之間的相互作用力、宏觀的形狀和結構等因素，共同決定了物體的彈性大小。在工程學和材料學等領域，物體的彈性是個專業的課題。如何改進紙張的彈性、如何拓展紙張的應用范圍，也始終是研究人員不斷探索的重要內容。目前，改變紙的微觀結構、采用納米纖維材料、改進宏觀的構型設計等研究，正在為紙張性能的改進提供多種可能。

（責任編輯：白玉磊）