تم استخدام الأداتين التوأم للقلم والحبر منذ حوالي 2500 قبل الميلاد ، عندما طورت المجتمعات الصينية والمصرية حبر الكتابة بشكل مستقل. اليوم ، يتم إنتاج حبر القلم باتباع صيغة مماثلة الآن كما كانت في ذلك الوقت: يتم تعليق مادة غنية بالألوان مع مثبتات في سائل يمكن للقلم دفعه عبر الورق. منذ ذلك الحين ، أضافت الابتكارات في الكيمياء تنوعًا في التركيب الكيميائي للحبر.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
أكثر مكونات حبر القلم وضوحًا هي الصبغة أو الصباغ ، ولكنه يحتوي أيضًا على بوليمرات ومثبتات وماء لمساعدة الحبر على التدفق بشكل صحيح.
الأصباغ والأصباغ
يأتي لون الحبر إما من صبغة يمكن أن تذوب في الماء ، أو صبغة غير قابلة للذوبان في الماء. يوزين الصبغة يضفي على الحبر الأحمر لونه ويتم صنعه بإضافة عنصر البروم إلى مركب فلورسنت. تشمل الأحبار التي تستخدم أصباغ الحبر الأبيض (الذي يحتوي على أكسيد التيتانيوم) وحبر الذهب المعدني (والذي ، بشكل مفاجئ ، يستخدم سبائك النحاس والزنك.) أسود الكربون ، صبغة مشتقة من الفحم والزيت ، جزء أساسي من قلم حبر جاف أسود حبر.
استقرار البوليمرات
قد تتجلط الأحبار عندما تتجمع جزيئات الصبغة أو الصبغة معًا. تمنع المثبتات التخثر عن طريق الالتصاق بالجزيئات وتحريكها فوق بعضها البعض ، مما يمنح الحبر تدفقًا أكثر سلاسة. البوليمرات ، الجزيئات الكبيرة المصنوعة من سلاسل وحدات التكرار الأساسية ، هي مثبتات ممتازة. في الماضي ، كان راتنج النبات وألبومين البيض من بين مصادر تثبيت البوليمرات. ملأت الإبداعات المعملية مثل البولي فينيل كلورايد وخلات البولي فينيل هذا الدور لاحقًا في القرن العشرين.
المذيبات السائلة
كانت الأشكال المبكرة لحبر الكتابة تتكون من مثبتات تحمل بقايا الوقود في أكثر المذيبات السائلة وفرة على كوكب الأرض: الماء. بعد قرون ، بدأ المصنعون في استخدام مواد كيميائية أخرى كمذيبات. يستمر استخدام البتروكيماويات ، التي يتم تصنيعها في الغالب من الكربون والهيدروجين ، في أحبار أقلام الحبر. تعتمد الأقلام ذات الرؤوس اللباد على الحبر المصنوع من الكحول كمذيب. ومع ذلك ، فقد أدت القيود الأخيرة على استخدام المركبات القائمة على الكربون في الصناعة إلى عودة الشركات المصنعة إلى فكرة الأحبار القائمة على الماء.
إضافات أخرى
اقترحت الأبحاث أيضًا إضافات أخرى يمكنها تحسين الصفات الأساسية للحبر. يمكن الحصول على الجليسريد ، الذي يحتوي على الأحماض الدهنية وكحول الجلسرين ، من النباتات وإضافته لجعل الحبر ينساب بسلاسة أكبر على الورق. المواد الكيميائية التي تنظم درجة حموضة الحبر ، مثل ثلاثي إيثانولامين ، تمنع الحبر من أن يصبح حمضيًا أو كاويًا لدرجة أنه يضر الأقلام. حتى أن بعض المواد المضافة تفيد المصنعين بشكل مباشر ؛ الطين ، الذي يحتوي على السيليكات ، يعمل بنجاح كمكون "حشو" في حبر القلم.