XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Природные чернила
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В снежном поле по дороге
Мчится конь мой одноногий
И на много-много лет
Оставляет черный след.
/Загадка/
Как – то раз, когда у меня неожиданно потекла обычная шариковая ручка, я задумался о том, чем же мы пишем. В связи с этим пришла другая мысль – а чем писали раньше, давно, когда не было современных ручек? Я решил подробно изучить этот вопрос. И у меня появилась гипотеза, о возможности изготовления какого-то состава жидкости из природных материалов, т.е. чернил, в домашних условиях.
Тема. Природные чернила
Цель моей работы – исследовать возможность изготовления чернил из природных материалов в домашних условиях, изготовить чернила, пробудить интерес моих сверстников к этой теме.
В связи с этим я поставил перед собой задачи:
- Выяснить когда и как появились первые чернила; из чего они были сделаны
- Оценить знания о чернилах у моих сверстников (анкетирование);
- Изучить процесс изготовления чернил из природных материалов;
- Изготовить чернила (эксперимент);
- Сделать выводы.
Методы исследования: поиск информации – анкетирование – наблюдение – эксперимент – анализ.
Объект исследований: природный материал для изготовления чернил.
Теоретическая часть
История появления чернил
Невозможно сказать, кто именно изобрел чернила, так как на протяжении нескольких тысячелетий человечество придумывало и совершенствовало составы и способы приготовления жидкостей, которые могли бы оставлять следы на бумаге и других предметах.
Первые составы для письма состояли из сажи, разведенной в масле. Такими «чернилами» в древние века писали на папирусах египтяне. Древние китайцы добавили щелочной раствор в смесь сажи со смолой. В итоге получилась густая масса, которая отслаивалась при высыхании.
В поисках идеальных чернил в ход шли самые разные компоненты:
Растительного происхождения: бузина, отвары ореховой кожуры и каштанов, черника, сажа из косточек винограда.
Животного происхождения: высушенные и переработанные чернильные мешочки каракатиц (краситель сепия), моллюски-иглянки (пурпур). Пурпур использовался древними римлянами и греками для изготовления красных чернил — крайне редкого и дорогого красителя.
Драгоценные камни: рубин, перламутр, сапфир. Рецептуры таких красителей держались в тайне и не дошли до нашего времени.
В XVI- XVII вв. на территории современной РФ изобрели «железные чернила» — смесь из древесной коры и галлов (болезненных образований на листьях деревьев), настоянных на железных обломках. Пользовались популярностью и чернила из сандалового дерева, изобретенные в 1847 году профессором Рунге — немецким химиком. Для них был характерен фиолетовый оттенок.
В конце XIX века появились ализариновые чернила. Их создал саксонец Х. Леонгарди. За основу были снова взяты чернильные орешки, но добавление маренового краппа придало бесцветным до этого чернилам интенсивный сине-зеленый оттенок. Со временем на смену растительным ингредиентам в ализариновых чернилах пришли синтетические.
Наиболее значимыми в истории письма материалами для написания текста были железо-галловые чернила. Так как эти чернила не смывались и были недороги в приготовлении (а их составляющие были доступными), их активно использовали, начиная со средних веков вплоть до XX века. Большое количество важных манускриптов, официальных бумаг, нотных записей было создано с помощью этих чернил. Ими писали А. С. Пушкин и его современники! Также ими рисовали художники, полюбив их бархатный богатый оттенок.
Практическая часть
Для определения знаний о чернилах, я провел анкетирование между своими одноклассниками и сверстниками.
В анкете были следующие вопросы:
Знаете ли вы, что такое чернила?
Знаете ли вы, из чего они изготовлены?
Как думаете, можно сделать чернила дома?
Хотите попробовать изготовить природные чернила?
|
№ п\п |
Вопрос |
Количество ответов ДА, % |
Количество ответов НЕТ, % |
|
1 |
Знаете ли вы, что такое чернила? |
80 |
20 |
|
2 |
Знаете ли вы, из чего они изготовлены? |
20 |
80 |
|
3 |
Как думаете, можно сделать чернила дома? |
50 |
50 |
|
4 |
Хотите попробовать изготовить природные чернила? |
90 |
10 |
Проанализировав анкеты, я получил следующие результаты, которые оформил в виде диаграммы.
Большинство детей не знают из чего сделаны чернила, но хотели бы попробовать их изготовить, это показывает актуальность моей работы.
Я узнал из чего в домашних условиях можно изготовить чернила. Для приготовления чернил мне потребовались чернильные орешки (галлы),так называют наросты округлой формы на листьях дуба. Такие шарики образуются в результате того, что вредитель (насекомое Орехотворка) откладывает в лист личинку, а дерево, в свою очередь, спасая листву, окружает ее наростом. Их часто можно увидеть поздней осенью, когда с деревьев опадают листья. В старину их собирали, тщательно просушивали, мололи в пыль и затем варили и настаивали отвар. Сбор этих орешков был важной частью дохода крестьян. Написанное железо-галловыми чернилами сложно смыть. Но это свойство превратилось в большой недостаток для документов, которые было необходимо сохранить. Дело в том, что железо-галловые чернила очень едкие, и со временем разрушают материал, на который они нанесены (пергамент, папирус или бумага). За сотни лет использования железо-галловых чернил было создано великое множество рецептов их приготовления. Конечно же, не все были задокументированы, и поэтому не дошли до нас.
Дубильная кислота содержится в галлах, коре, листьях, корнях и плодах различных растений. Наибольшая ее концентрация находится в галлах с дубов. Также можно извлечь дубильную кислоту из коры дуба, каштана, рябины, вишни, гранатовой корки, но в гораздо меньшей пропорции.
Существует три метода извлечения танина из галлов. Для быстрых рецептов галлы раздавливаются или перетираются в порошок и смешиваются с водой. В другом рецепте галлы варят несколько часов. Самый долгий процесс приготовления подразумевает ферментацию галлов с помощью плесени.
Также необходим сульфат железа (железный купорос). Его можно приобрести, или сделать самостоятельно. Для этого нужно растворить гвозди или железки в слабой кислоте. Большинство чернил делается на базе воды. Конечно, чистота воды разная. Именно поэтому в старых рецептах предлагалось использовать дождевую воду. Сейчас вода из-под крана может содержать посторонние вещества, поэтому лучше использовать дистиллированную.
В разных рецептах присутствуют дополнительные вещества, призванные усилить или изменить цвет чернил, увеличить их срок годности или придать им устойчивость к холоду. Дубильная (таниновая) кислота и сульфат железа дают цветной раствор в воде. Но настоящими чернилами этот раствор становится после добавления водорастворимого связующего – гуммиарабика.
Последний ингредиент - гуммиарабик — это затвердевший сок (смола) из акациевого дерева. Сок течет из дерева, образуя шарики, достигающие размеров грецкого ореха. Он растворим в воде, и в чернилах работает в качестве связующего агента для нерастворимых частиц пигмента. Без него они осели бы на дно. Он также меняет вязкость, а соответственно влияет на стекание чернил с пишущего инструмента. Гуммиарабик удерживает чернила на поверхности бумаги на несколько секунд до впитывания, давая больший блеск и более глубокий цвет. Именно благодаря ему тонкая линия получается четкой. В рецептах железо-галловых чернил можно встретить разные красители. Это связано с тем, что чернила не сразу окрашиваются в темный цвет при нанесении на бумагу, им нужно немного побыть на воздухе.
Процесс изготовления чернил
Я с родителями искал галловые орешки в разных лесах и парках, и оказалось, что далеко не у всех дубов они есть. Из всех обследованных деревьев (около 30 шт.) только под двумя мне удалось собрать небольшой урожай этих «яблочек»! (рис.1). Гвозди мы не растворяли, а сульфат железа (порошок) приобрели в садовом магазине. Также приобрели гуммиарабик в виде порошка(рис. 5). Далее собранные галлы я мелко порезал (рис.2) и сложил в две стеклянные бутылочки поровну. В одну бутылочку я добавил дистиллированной воды (на 10 грамм галлов – 100 мл воды) ( рис.3), а в другую яблочный уксус в такой же пропорции (рис.4), закрыл пробками и поставил в холодильник на 7 дней для извлечения танина. Готовую настойку я процедил и разлил теперь уже в 3 бутылочки.
Образец № 1 состоял из следующих частей: танин (дистиллированная вода) 10 мл + сульфат железа (1 г) + гуммиарабик (1 г).
Образец № 2 состоял из: танин (яблочный уксус) 10 мл + сульфат железа (1 г) + гуммиарабик (1г).
Образец № 3 состоял из: танин (вода) 10 мл + сульфат железа (1 г) + гуммиарабик (1г) + настойка из ягод бузины (10 мл).
Натуральные природные чернила получились из всех трех образцов. Чернила из образцов №1 и №2 по цвету друг от друга не отличаются. Образец №3 имеет коричневый оттенок. Написанный натуральными чернилами текст сначала достаточно бледный, но через некоторое время становится темнее и ярче – такое необычное свойство природных чернил!
Выводы
Моя гипотеза подтвердилась, что изготовить чернила в домашних условиях возможно, хотя это и трудоемкий процесс.
В ходе выполнения этой работы я ознакомился с условиями проведения социологических опросов, научился составлять анкеты, анализировать их данные и иллюстрировать с помощью диаграмм. Я узнал когда и где появились первые чернила, из чего и как их делали. В классе мы с ребятами попробовали написать этими чернилами. Писать чернильной ручкой оказалось непросто, но увлекательно и необычно
Собранные материалы позволили мне сделать выводы: Писать натуральными чернилами очень интересно, красиво и полезно!
Итогом моей работы стали чернила, приготовленные своими руками из природных материалов и готовые к использованию для письма!
Список литературы
www.irongallink.org
www.история вещей. рф
www.atlasnews.ru
www.evanlindquist.com
www.fountainpennetwork.com
Н.Орлова, Я познаю мир. История вещей: Детская энциклопедия, 2004 г.
Приложения
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Рис.4 Рис.5