三、造纸术的艰难探索
材料的筛选与尝试
尽管初步尝试中用棉布制成的薄片有了一定改进,但仍存在诸多问题,蔡伦明白要造出理想纸张,必须继续筛选合适的材料。
他首先把目光投向了稻草。稻草在农村极为常见,数量众多且获取成本极低。蔡伦收集了大量稻草,将其浸泡在水中数天,待其充分软化后,用石臼进行反复捣打。捣打过程十分艰难,稻草坚韧的纤维很难被完全打散。经过长时间的努力,终于得到了一些纤维状的物质。蔡伦将这些纤维铺在竹席上,制成薄片。然而,稻草制成的薄片质地疏松,表面粗糙,而且容易断裂,根本无法满足书写的要求。此外,稻草纤维中含有较多的杂质,使得薄片颜色发黄,影响了整体的美观度。
接着,蔡伦又尝试了麦秸。麦秸和稻草类似,也是一种常见的农作物废料。他采用同样的方法对麦秸进行处理,先浸泡,再捣打。但麦秸的纤维比稻草更加粗硬,捣打起来更加困难。即使花费了大量的时间和精力,制成的薄片依然质量不佳。麦秸薄片的强度很低,稍微用力就会破碎,而且表面的纤维分布不均匀,书写时墨水容易渗透到纸张的另一面。
之后,蔡伦想到了棉花籽壳。棉花籽壳是棉花加工过程中的废弃物,数量也比较多。他把棉花籽壳收集起来,进行蒸煮和捣打。然而,棉花籽壳的纤维含量较低,经过处理后得到的纤维很少,制成的薄片非常薄,几乎透明,根本无法用于书写。而且,棉花籽壳中含有一些油脂类物质,使得薄片表面比较油腻,墨水难以附着。
在尝试了多种植物材料都失败后,蔡伦并没有灰心丧气。他开始重新审视之前的试验过程,思考问题的关键所在。他意识到,要制造出高质量的纸张,材料的纤维必须具有一定的强度和柔韧性,并且能够紧密地结合在一起。
一次偶然的机会,蔡伦在宫中看到工匠们用树皮制作绳索。他发现树皮的纤维非常坚韧,而且具有一定的柔韧性。这让他眼前一亮,他想,既然树皮可以用来制作绳索,那么是否也可以用来造纸呢?于是,蔡伦开始收集各种树皮进行试验。他发现,一些树木的树皮,如桑树、楮树的树皮,纤维含量高,质地柔软,是比较理想的造纸材料。他将树皮剥下,经过浸泡、蒸煮、捶打等工序,树皮的纤维逐渐分离出来。用这些树皮纤维制成的薄片,质地比之前的材料有了很大的改善,强度和柔韧性都有所提高。
除了树皮,蔡伦还注意到了麻头。麻头是麻类植物加工过程中剩余的废料,在民间大量存在。麻类植物的纤维本身就比较坚韧,蔡伦推测麻头也可能适合造纸。他收集了麻头,进行了和树皮类似的处理。经过试验,他发现麻头制成的纸张质地紧密,表面光滑,书写效果比树皮纸还要好。
破布也是蔡伦尝试的材料之一。破布通常是由棉、麻等纤维制成的,经过长期的使用和磨损,纤维已经变得比较松散。蔡伦将破布洗净后,进行浸泡和捣打。破布的纤维很容易分离,制成的纸张质地均匀,而且具有一定的吸水性,能够很好地吸附墨水,书写起来非常流畅。
最后,蔡伦把目光投向了渔网。渔网是用麻线编织而成的,长期浸泡在水中,纤维已经变得柔软且坚韧。蔡伦将渔网拆解,对其纤维进行处理。渔网纤维制成的纸张强度高,韧性好,而且表面光滑,是一种非常优质的造纸材料。
经过无数次的试验和比较,蔡伦最终选择了树皮、麻头、破布和渔网作为造纸的主要原料。这些材料不仅来源广泛,成本低廉,而且它们的纤维特性相互补充,能够制造出高质量的纸张。