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方舟子:照片中纸老虎发光的秘密
作者:动物世界 来源:动物世界 日期:2007年12月12日 文章点击数:

  方舟子

  在野生华南虎从人们的视野中消失20多年后,陕西一位农民声称清楚地拍摄到了野生华南虎的照片,并要高价出售,自然会让人起疑。和许多读者一样,我对这些照片的第一印象是,那上面的老虎皮毛颜色鲜艳亮丽得不像是真的,倒更像是用颜料“画”出来的。特别是白色的部分过分的光亮洁白,不像是真实的虎毛。如果把照片用图像软件处理,调高色彩饱和度(即降低彩色中的白色光含量),会发现老虎的颜色偏蓝,有些白色的部分变成了蓝色。

  除了色温的异常外,不少网友还从透视、入射光线、闪光灯使用等各个方面做了分析,证明那是一只用喷绘打印机打印的纸老虎。有一位网友模拟制作了一只纸老虎,放在树林中用相同型号的照相机拍摄,出现了类似的效果,老虎的颜色同样异常鲜艳,白色部分同样光洁、发蓝。这是为什么呢?

  这与喷绘使用的纸张有关。纸其实是一种植物纤维制品,今天造纸的基本方法和蔡伦时代使用的也没有太大的不同,简单地说,就是把木材等原料做成纸浆,冲洗、滤去杂质和水分,留下纤维素,再经压榨、干燥,就变成了纸张。

  自己在家里也可以如此制造手工纸。如果你见过用植物原料而不是废纸制造过的手工纸的话,会发现它们的颜色发黄。植物纤维素本身是白色的,纸张发黄主要是因为木质素掺杂在其中引起的。纤维素和木质素都是植物细胞壁的主要成分,要把它们完全分离开并不容易。在把植物原料制作成纸浆时,如果只是简单地利用机械磨解,不加化学药液处理,这样获得的纸浆还保留着大部分木质素,用它制造的纸不仅发黄,而且发脆,只适合用来做纸板或新闻纸等短期用品。

  在制作纸浆时,加入洗涤碱之类的药液能让大部分木质素溶解掉,剩余的木质素仍会让纸张发黄。要提高纸张的白度,需要加入氯之类的药液对纸浆进行漂白,把木质素中的发色基团破坏掉,进一步清除木质素。但是用漂白剂很难把木质素完全清除干净,如果过量漂白又会损害纤维,降低纸张的强度。所以经过漂白处理的纸张还残余着一点木质素,还不够白。如果想要得到高白度的纸张,还需要另想办法。

  为什么我们会觉得某件物体是白色的呢?那是因为它反射白光,被我们的眼睛感受到了。光是一种电磁波,波长范围在380到780纳米之间的光线能引起人的视觉,叫可见光。白光就是全部可见光均匀混合而成的。有的物体能吸收某些波长的光,而把其他波长的光反射掉,这样它就有了颜色。木质素中的发色基团能吸收蓝光,含木质素的纸张反射的光中蓝光比较少,可见光少了蓝光就成了黄光,纸张就发黄了。

  根据这个原理,要让纸张进一步变白,有两种方法。一种办法是用减法,把多余的黄光去掉,这可以通过往纸浆中加入适量的蓝色染料做到。这些染料之所以是蓝色的,是因为能吸收可见光中的黄光,剩下的光线合起来就变成了蓝色的了。只要加入的蓝色染料比例合适,就能刚好把木质素反射的多余的黄光都吸收掉,只剩下白光。但是这么做的结果是减少了反射光,纸张虽然变白了,亮度却也降低了。

  更好的办法是用加法,增加反射光中的蓝光,和原来的黄光混合就成了白光了。在纸浆中添加荧光增白剂可以做到这一点。荧光增白剂能吸收波长为300~400纳米的紫外光线,使分子进入激发态,激发态分子回到能量较低的基态时,多余的能量辐射出来,发出荧光。在这一过程中能量减少了,发出来的荧光的波长也变长了,大约是450纳米,刚好是与黄光互补的蓝光。这样,纸张的颜色不仅变白了,而且由于反射光增多,也变得更加光亮。

  高级文化用纸都添加了荧光增白剂,所以把用这种纸喷绘的老虎图像放在太阳底下,颜色显得特别鲜艳,而白底则显得光亮洁白,因为阳光中的紫外线会激发它发出蓝光。

  常用的荧光增白剂有致癌作用,所以不要用文化用纸包装食品。食品包装纸、纸巾按规定是不能加荧光增白剂的。但是市场上有不少食品是用含荧光增白剂的纸包装的,有一些企业为了增加劣质纸的白度,也在纸巾、纸杯中添加荧光增白剂。甚至还有为了让面粉、蘑菇显得洁白好看,故意给加上荧光增白剂的。它们比把纸老虎当真老虎来骗人更可恶,纸老虎至少害不了人。




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