温度解开感温墨水变色之谜

你用过擦擦笔吗？只要使用擦擦笔上附的橡皮擦去擦拭，就可以让写过的字迹隐形。而擦擦笔的墨水是由聚合物所构成的感温染料微胞，里头装载着染料、显色剂、变色温度调整剂。在室温环境时它们是固体，变色温度调整剂不打扰染料与显色剂结合；当环境温度超过熔点，变色温度调整剂便会熔化，介入染料与显色剂之间。

而当染料失去了显色剂，自然就达成隐形的效果。在《哈利波特》的魔法世界里，如果你想写一些只让特定人士知道的秘密，那你也许需要隐形墨水来帮忙。这种透明无色的墨水能让你在振笔疾书之后，整张纸还看起来完好如初。

一、神奇咒语

如果想让字迹现形，只需要拿着魔杖，指向纸张并喊出现形咒：“阿八拉象”（阿八拉象为《哈利波特》世界中的咒语，其功能是让隐形墨水现形），秘密便会随之浮现。不论你有没有看过《哈利波特》，相信正在看这篇文章的麻瓜们（普通人）心里也对这个魔法世界充满各种想象。

科技不是正在进步，就是正在进步的路上。隐形墨水至今已经不是什么稀奇的事了，只要走一趟书局，掏个几十块带一只擦擦笔即可轻松拥有它！擦擦笔乍看之下和一般原子笔没什么两样，只是笔尾多附上了一个特制的橡皮擦。

但只要拿这个橡皮擦来回擦拭写过的字迹，字迹就会立即消失无踪，如同隐形墨水一般。正因为这种走过不留痕迹的特性，你可以在每支擦擦笔的笔身找到，请勿使用于有价证券或者勿在重要文件签名的警示语。

看来文具公司早就知道，每个人心里都或多或少想藉由科技来盘算一些坏坏的事，可惜他们的担忧还是成真了。早在年，就曾有暴力讨债集团使用擦擦笔窜改本票的数字，盗领被害人的账户；而在年，也有新闻报道有警员利用擦擦笔，更改房客入住信息浮报金额补贴己用。

相信很多读者时常对于社会上诸多不公不义的事件感到义愤填膺，既然如此，我们能藉由破解擦擦笔的墨水，揪出这些人的恶形恶状吗？魔法世界里有现形咒来使隐形墨水显色，但在麻瓜的世界里面，有没有属于麻瓜们的现形咒？

有，答案就是：冷冻。在知道为什么冷冻可以让字迹无所遁形之前，我们应该先了解为什么只要擦拭就可以让字迹消失？先来观察一则年10月的新闻标题，试着解出真正让字迹消失的关键：擦擦笔写作业悲剧！垫泡面惊见超狂麦田圈。

这个悲剧的主角是一位男性大学生，他用擦擦笔将课堂心得写在白纸上，没想到只是在宿舍泡面时，顺手将这张心得纸垫在下方，好不容易洋洋洒洒写下的心得却消失了，纸上还出现了一个和泡面碗底一样大的圆，就像麦田圈一般，让男大学生哭笑不得发文拍照。

二、消失的原因

在这桩惨案中，你是否找到了字迹消失的关键？既然橡皮擦并没有参与整个犯案过程，显然，泡面碗的高温，才是嫌疑更大的犯人！因此我们可以合理推论，只要擦擦笔墨水上升到特定的温度之后，颜色就会褪去。

而事实也正是如此，要证实这个论点，我们可以用其他常见的热源来做实验，象是拿吹风机定点对着纸张吹，几秒钟后字迹也会淡去。由此可知，擦擦笔随附的橡皮擦之所以可以把字迹抹除，并不是真的把墨水除去，而是藉由摩擦生热，让墨水变成透明无色，肉眼看起来才会象是真的被擦掉了。

好不容易找到真因后，最重要的问题就来了：为什么擦擦笔的墨水能够遇热就消失得无影无踪呢？擦擦笔墨水与众不同的核心关键就在于墨水配方。如果把擦擦笔墨水放到高倍率的显微镜底下来看，映入眼帘的会是一颗颗均匀分散的小球，就像是汤锅里面圆滚滚、一颗颗的小汤圆，每一颗小球都是这场魔术表演发生的场所。

它们是由聚合物所构成的微胶囊（microcapsule），又称感温染料微胞，大小仅有2～3微米（μm），约是头发直径的1∕40。在这么迷你的包装当中，装载着三样要素：染料、显色剂、变色温度调整剂。

染料之所以能显色，是因为显色剂与它结合，虽然擦擦笔的具体成分属于机密而无法确知。不过退一万步来说，一般感温墨水的染料本尊其实就是酸硷指示剂的其中一种。酸硷指示剂藉由与氢离子（H+）或氢氧根离子（OH–）酸硷中和，进而改变分子结构，藉此让分子上的电荷透过共振（resonance），达到更好的分散程度，影响吸收光的波长。

倘若吸收的是可见光，肉眼看见的便是吸收光的互补色，这也就是为什么酸硷指示剂能在不同酸硷值呈现不同颜色。当我们知道染料的本质后，显色剂就比较好理解了，既然是为了让酸硷指示剂显色，想必显色剂非酸即硷。不过一般常见感温墨水的主要成分还是以有机酸为主，像是酚、羟基香豆素等可以提供少量质子的弱酸性物质。

三、酸致变色

我们已经清楚了解染料与显色剂结合后能够显色，但是光这样还不够，还缺少了隐形的关键。研发人员除了得想办法找到一个物质让染料与显色剂分离之外，更重要的是，要让墨水在什么温度隐形？要是墨水在过低的温度（例如体温）就隐形，写字的时候除了要注意另一只手不可以盖到字迹，写累了还不能趴在桌上。

否则一觉醒来看到空白的纸面，便会以为刚刚写字的记忆都只是梦一场。而成就擦擦笔的第三个关键就是变色温度调整剂，其本尊是高熔点的有机溶剂。在室温环境时它们是固体，在微胶囊里面安安静静不打扰染料与显色剂的结合，一旦环境温度超过熔点时，溶剂便会熔化，正式介入染料与显色剂的两人世界。

此时，溶剂与显色剂的结合力大于染料与显色剂的结合力，显色剂便会移情别恋与染料分手。而染料失去了显色剂，自然也就失去色彩，达成隐形的效果。因此，温度调整剂的熔点就成为变色时机的关键！以擦擦笔墨水来说，官方设定在60°C启动变色机制。

但由于擦擦笔墨水的独特溶剂配方，就算回到室温时，墨水也仍然能保持隐形的状态，直到放置在低于-10°C的环境让溶剂凝固后，染料和显色剂才得以再次结合并恢复原本的颜色。这也就是警光山庄案件当中，警员要把墨迹拿到冷冻库冰镇的原因。

透过加热导致物质改变颜色的现象，我们称作热致变色。热致变色的其中一个经典案例，是应用在冠状病毒疾病（COVID-19）疫情期间的额温贴片，它的材质是胆固醇液晶，能透过加温改变液晶分子间的排列结构，进而影响反射光的波长。

但感温墨水之所以加热能够隐形，单纯只是因为热量让有机溶剂熔化，进而阻挠染料与显色剂相互结合。要是没有显色剂的存在，加热半天也不会见到任何变化，因此这看似为热致变色的现象，本质上其实是酸致变色。

四、总结

我们可以用感温墨水来缤纷生活，感温墨水除了可以应用在擦擦笔之外，根据变色温度调整剂的不同，也能运用于生活上需要简易监控温度的场合。变色温度约在10°C的墨水可以应用在生鲜保冷领域，当颜色消失时，我们就知道要将食物移到冷藏的环境；变色温度约在43°C的墨水则可以应用在热食包装，避免人们吃到烫口的食物。

但比起实务用途，娱乐用途说不定才是大家更为熟知的，比如说变色马克杯。创作者先在马克杯画上想表达的图案，之后再于杯子外围涂布一层黑色的感温墨水。由于感温墨水在常温下显色，因此整杯看起来黑压压一片。

不过，一旦倒入热水后，稍待数秒黑色便会褪去，底层图案渐渐浮现出来，让热饮冲泡的过程中多了几分惊喜与乐趣。除了热饮杯，也有冷饮杯的版本，有的创作者会先在杯子上绘制象是樱花树、烟火等图案，并在需要显色的地方，例如花朵、花火涂上感温墨水。

冷饮杯使用的感温墨水和热饮杯不同，由于冷饮杯所需的变色温度比较低，在常温时是透明无色，我们只要将冰饮注入后，静待颜料显色，此时樱花看起来就像从枯木之中盛开、烟火也被点缀了缤纷的色彩。除此之外，不同颜色的感温墨水之间还能混搭，或和一般墨水调色，可以达到三段、四段，甚至五段的变色。

感温墨水的变色性质间接赋予许多物品新的样貌，为世界创造更多美好的事物。但要是早一点知道感温墨水变色具有可逆性，或许那位大学生在惨剧发生的时候就不会选择拍照发文了，而是赶紧找冰箱去冷冻他的心得了。

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