XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Волшебные краски природы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хохрякова А.А. 1Ипполитова Д.Д. 1

---

1МАУ ДО ДЭЦ "Косатка"

Донец О.Ю. 1

---

1МАУ ДО ДЭЦ "Косатка

Работа в формате PDF

555.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Природа – удивительна и уникальна, ярка и разнообразна. Растительный мир природы представлен таким огромным разнообразием красок, цветов, оттенком, которыми можно любоваться вечность.

Растительные краски были одними из первых красок, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание человека своей яркой окраской, затем человек научился добывать краску и из корней, коры.

Природные красители известны очень давно, с глубокой древности, являясь единственным средством для крашения.

В наших полях и лесах можно встретить немало растений, из которых можно получить красители. Палитра растительных красителей не так ярка и насыщенна, как то, что предлагает химия, это в основном зеленоватые, желтоватые и бурые оттенки, - но именно эти, камуфляжные, цвета, особенно модны сегодня. Кроме того, природные красители намного меньше выцветают, чем синтетические. [5]

Интерес к данной теме появился у нас в разгар летнего периода. Множество ягод, фруктов и овощей при употреблении которых мы не только пачкали руки и долго не могли их отмыть, но и одежду. Нас заинтересовало, почему некоторые растения оставляют следы на руках и одежде, а другие нет. Почему это происходит? Какие растения являются природными красителями и почему? Мы решили подробно изучить природные красители и изготовить из растительности краски.

Выбранная нами тема актуальна. Живя в мире технологий, мы все чаще пользуемся вредными веществами и продуктами, что ухудшает наше здоровье, так и разрушает экологию нашей планеты. Используя натуральные красители, а не синтетические, мы оберегаем себя от ряда аллергических и кожных заболеваний. Человек будет здоров, если наша природа будет экологически чистой, ведь текстильные промышленности приносит огромный вред окружающей среде. Поэтому актуально возрождать и заниматься производством натуральных красителей.

Цель: исследовать окрашивания ткани красителями, полученными из природного сырья.

Задачи:

1. По литературным источникам изучить историю вопроса и теоретическую часть работы.

2. Получить природные красители из растительного сырья.

3. Окрасить ими образцы хлопчатобумажной ткани.

4. Изготовить картотеку образцов окрашенной ткани.

Работа выполнена по общепринятым методикам: обзор литературных источников и интернет ресурсов, метод наблюдение, эксперимент, описание, анализ полученных результатов.

1. История природных красителей

Исторические сведения об окрашивании различных предметов быта, одежды, домашней утвари и даже самих людей относятся к глубокой древности. Известно, что искусство крашения развилось сначала в странах Азии и оттуда было перенесено в Карфаген. Сохранившиеся окрашенные предметы свидетельствуют, что для крашения использовались вещества минерального и органического происхождения: цветные глины, оксиды металлов, вещества, содержащиеся в различных частях растений и в организмах некоторых животных.

Подкрашивать продукты люди начали еще в древние времена. Древние египтяне подмешивали в еду измельченные корни, цветы и листья растений. Античная цивилизация взвела кулинарию в ранг высоких искусств. Шафран добавляли, если хотели придать блюду желтый оттенок. Из Индии торговцы везли синий колер. Добывали его из растения рода индиго. Некоторые красители получали совсем экзотическим способом. Кармин (красный цвет) добывали из высушенных тел щитковых тлей. На 100 граммов красителя шло двадцать тысяч самок насекомого. Жидкость, выпускаемая каракатицей, давала черный цвет. Стоимость красителей была баснословной. Например, ультрамарин (ярко-синюю краску) получали из ляписа, который привезти можно было только из Ирана и Афганистана. Пурпурную краску добывали из раковин средиземноморских улиток. Чтобы получить 1 грамм краски требовалось около десяти тысяч раковин! По причине такой дороговизны пурпурный цвет считался цветом роскоши, царственности и богатства.

Позволить себе вкушать подкрашенную пищу могла только знать. Мода на «разноцветные» продукты сохранялась многие века. В суровом Средневековье для придания хлебу белого цвета в муку добавляли известь или перемолотые в порошок кости.

А несъедобными первыми красками были разноцветные глины: красная, белая, жёлтая и голубая. Немного позже краски стали делать из минералов и растений. Отвар луковой шелухи, оболочка грецких орехов, кора дуба давали коричневую краску. Кора барбариса, ольхи и молочайные растения – жёлтую, а красную краску получали из некоторых ягод. В старинных рукописных списках были найдены интересные и необычные рецепты русских художников. [6]

2. Красильные растения

Красильные растения — растения, содержащие в своих органах и тканях красящие вещества, используемые для производства красок. Пигменты (красящие вещества) могут быть заключёнными в пластидах или растворёнными в клеточном соке и находятся в органах (корни, стебли, листья, цветки, плоды, семена) и тканях (древесина, кора). Особо ценные краски содержатся преимущественно в растениях, произрастающих на территории тропических и субтропических широт, но немало из них встречается и в умеренных широтах. Красильные растения встречаются повсеместно: на лугах, в степях, пустынях и полупустынях, а также как сорные, в посевах и т. д.

Красильные растения имеются среди представителей всех семейств высших растений; встречаются они также и среди споровых и низших растений (некоторые лишайники).

Изучив литературу и Интернет, выяснили, что:

• Крапива и щавель подарят зеленый цвет;

• Листья клена – черный;

• Сок брусники – красный;

• Луковая шелуха – коричневый;

• Сок моркови – оранжевый;

• Цветки василька – голубой;

• Сок свеклы - бордовый;

• Корень крапивы – желтый.

Оказывается, краски можно сделать не только из самих овощей и ягод, а еще из их отваров (луковая шелуха, листья свеклы) и отваров трав (аптечной ромашки, зверобоя, крапивы).

Природные красители известны очень давно. Широкое распространение они получили в период развития мануфактурного производства и имели огромное значение вплоть до второй половины XIX века. В то время природные красители являлись единственным средством для крашения. С развитием промышленности органического синтеза, особенно анилинокрасочной промышленности, природные красители не выдержали конкуренции с синтетическим красителями, так как они менее дорогие и более устойчивы к природным воздействиям, и в основном, утратили свое практическое значение. Однако до сих пор часть натуральных красителей применяется в пищевой, легкой и косметической промышленности, для реставрационных работ, в аналитической химии и в других целях.[7]

3. Применение природных красителей

• В пищевой промышленности

Природные красители в основном используются в пищевой промышленности. Особое место они имеют в кондитерском деле. Их используют для придания цвета различным пищевым продуктам. Например: для окраски крема, мастики, теста и т.д.

Использовать природные красители не только красиво, но и полезно. В них содержится огромное количество полезных витаминов для организма человека. Кроме того, некоторые красители используются и в качестве лекарств.

• В парикмахерском деле

Еще с давних времен девушки окрашивали волосы природными красителями. И в нынешние времена этот способ окрашивания довольно популярен. Природные красители улучшают структуру волос, нежели чем химические краски, ухудшающие состояние волос.

Самыми популярными природными красителями для окрашивания волос являются хна и басма, изготовленные из высушенных и размолотых индийских и иранских трав. Так же для окрашивания используют: ромашку, шалфей, чай, сок лимона, шелуха репчатого лука, кора дуба.

• Применение в текстильной промышленности

Крашение ткани и ниток природными красителями-очень трудоёмкий труд. Не многие мастера пользуются данными методами окраски своих изделий. Те мастера, что используют натуральные красители, отмечают эксклюзивность и уникальность своей продукции. При использовании природных красящих веществ цвет ткани становится насыщенным и глубоким. Он даже в случае большой яркости выглядит очень изысканно. Кроме того, достоинством окраски натуральными красителем является и ее стойкость-ткань не выцветает на солнце и не линяет при стирке. [8]

4. Классификации природных красителей

Красящие вещества разделяются на 3 группы по происхождению:

1. Минеральные – получают из минерального сырья: цветные «земли» (охры, сиены, умбры)., железные руды(гематит), цветные камни.

2. Органические растительные-Получают из частей некоторых растений: плодов, листьев, цветов, древесины, коры, корней, и корнеплодов.

3. Органические животные – выделяют из органической клетчатки или ее сжигают (кармин из высушенных насекомых, пурпур – из морской раковины пурпурницы, индийскую желтую – из выделений коров), черный цвет – из каракатицы.[9]

Также природные красители классифицируются по типам химически соединений:

• Алифатические (органические вещества, не содержащие в структуре ароматические системы) и алициклические (соединения, содержащие кольца из углеродных атомов)- каротиноиды (жёлтые, оранжевые и красные органические пигменты, вырабатываемые растениями и водорослями, бактериями и грибами), содержащие различные функциональные группы. С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется.

• Ароматические природные красители- Среди ароматических природных красителей наибольшее значение имеют производные антрахинона (соединения, придающие цвет растениям). Например: красные красители ализарин и кармин.

• Гетероциклические- среди них распространены азот- и кислородсодержащие циклы. это тирский пурпур; природный индиго получали из растений рода индигофера, из вайды красильной, пурпур античный – из моллюсков семейства иглянок (улиток-багрянок).

• Азотсодержащие гетероциклы- наиболее древние природные красители - индиго и пурпур античный.[10, 11]

Пигменты

[8, 11]

5. Методика исследования

Для создания натуральных красителей нам понадобились: красящие продукты (свёкла, морковь, маньчжурский орех, куркума, чистотел), теплая вода, пластиковые контейнеры и хлопчатобумажная ткань. Хлопчатобумажную ткань мы нарезали на полоски 5×10 см.

1. Для создания красного цвета мы натерли на мелкой тёрке четверть свёклы, и смешали данную кашу в нашей таре с малым количеством воды. В таре мы расположили лоскут хлопчатобумажной ткани. Через час ткань обрела тускло-розовый оттенок, а через сутки лоскут окрасился в ярко-алый цвет. При работе с красителем руки окрасились в тускло-розовый оттенок. Отмылись довольно быстро-при первом же мытье рук (с мылом)

2. При создании морковного цвета мы натерли четверть моркови на мелкой тёрке и разбавили теплой водой полученную субстанцию, разместив краситель в пластиковом контейнере. Отпустив хлопчатобумажную ткань в раствор на час образец обрел бледно-морковный цвет, а пробыв сутки в красителе окрасился в светло-морковный оттенок

3. Чтобы получить цвет хаки мы измельчили 3 маньчжурских ореха и залили теплой водой в пластиковой баночке. Хлопчатобумажная ткань, пробывшая час в растворе, приобрела бледный оттенок хаки. Пробыв сутки в растворе лоскут принял темно-болотный цвет. Измельчая орехи, вырабатывался сок, красящий руки в коричнево-желты цвет. Руки отмылись при первом же мытье.

4. Смешав 2 столовые ложки куркумы с водой в пластиковой таре, получился ярко-оранжевый цвет, через сутки цвет остался таким же. Работая с куркумой руки очень сильно окрасились в ярко-желтый цвет. Отмыть получилось только спустя 2 дня

5. Для получения лимонного цвета мы мелко порубили 5 цветков чистотела (со стеблем) и разбавили водой. Пробыв час в красители, кусочек хлопчатобумажной ткани окрасился в бледно-лимонный, через сутки образец приобрел тот же цвет, что образец, пробывший в растворе час. При нарезке чистотела, стебель выделял ярко-желтый цвет, окрасивший все руки в желтый цвет. Отмыть удалось спустя день

6. При создании природного красителя из черной смородины мы размельчили ее до состояния каши и залили теплой водой в пластиковом контейнере. Спустя час крашения хлопчатобумажная ткань обрела светло-фиолетовый цвет. Через сутки лоскуток окрасился в фиолетовый оттенок. При изготовлении красителя руки окрасились в светло-розовый оттенок. После мытья рук с мылом цвет быстро сошел.

7. Для создания коричневого цвета мы использовали шелуху репчатого лука. Сначала мы замочили шелуху на 3 часа в теплой воде. Далее для получения цвета на хлопчатобумажной ткани кипятили ее с шелухой целый час. По итогу кипячения ткань обрела чистый коричневый цвет. Пробыв в кипяченном растворе сутки, ткань осталась такого же цвета, как после часа кипячения.

6. Результаты окрашивание ткани природными красителями.

В результате проведенного эксперимента нами составлена таблица №1

Таблица №1 Цвет окраски хлопчатобумажной ткани природными красителями.

Подведя итог нашей работы, можно сделать следующие выводы: что в ходе эксперимента мы научились делать природные красители из различных продуктов и растений. Узнали, что для крашения ткани натуральными красителями в необходимый цвет, нужны растения с красящими пигментами и необходимое количество времени для насыщенности цвета. Хлопчатобумажная ткань идеально подходит для окраски натуральными красителями. Мы заметили, что в ходе эксперимента крашения ткани за час и за сутки результаты разные. С помощью чистотела, куркумы и шелухи репчатого лука, цвет получился идентичный. Поэтому можем сделать вывод, что получить насыщенный цвет из данных компонентов можно всего за час. А у моркови, смородины и ореха, разные оттенки цвета.

В ходе нашего эксперимента, мы обратили внимания, что растения окрасили не только ткань, но и наши руки, которые не сразу отмывались. Результаты этого эксперимента занесли в таблицу №2.

Таблица №2 Растения, имеющие способности окрасить кожу руки.

В результате эксперимента выяснили, что свекла и морковь с мылом хорошо отмылись сразу. Куркума, чистотел и черная смородина, спустя сутки. Самый стойкий краситель у маньчжурского ореха, смывается через 10 дней.

Вывод:

Подведя итог нашего эксперимента, можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ литературных источников. Изучена история вопроса и теоретическая часть работы.

2. Получены природные красители из растительного сырья.

3. Для крашения ткани натуральными красителями в необходимый цвет, нужны растения с красящими пигментами и необходимое количество времени для насыщенности цвета.

4. Для окраски натуральными красителями подходит не только хлопчатобумажная ткань, но и кожа рук.

5. С помощью чистотела, куркумы и шелухи репчатого лука, получить насыщенный цвет можно всего за час. А у моркови, смородины и ореха, оттенки цвета за час и за сутки разные.

6. Кожа рук, окрашенная природными красителями, с мылом хорошо отмывается сразу от свеклы и моркови. Куркума, чистотел и черная смородина, спустя сутки. Самый стойкий краситель у маньчжурского ореха, смывается через 10 дней.

7. Изготовлена картотека образцов окрашенной ткани природными красителями.

Заключение:

Краски растительного происхождения пригодны для использования, но они не такие яркие, как искусственные красители. Они отличаться по качествам и по консистенции. Изготовленные краски из природных красителей – это простое и доступное сырье для окрашивания тканей, имеют естественные цвета, экологически чистые и безопасны в использовании. А после окраски ткань не имеет постороннего запаха. Главный недостаток – нет ярких цветов и их неудобно долго хранить.

Работая над проектом, мы не только узнали какие растения являются природными красителями, но и открыли для себя интересную экологически чистую палитру оттенков красок, которые прекрасно окрашивают не только хлопчатобумажную ткань, но и нишу кожу. И это безопасно для здоровья.

Литературные источники

1. «Возрождение природных красителей»: Москва, Кричевский Г.Е. 2017г.

2. Калашников В.И. Энциклопедия тайн и загадок. Чудеса живой природы. – Москва: «Белый город», 2002. – 215 с.

3. «Пищевые красители» Болотов В.М.: Москва, 2008 г.

4. «Применение красителей» Мельников Б.Н., Щеглова Т.Л., Виноградова Г.И.

5. https://desna2009.livejournal.com/28717.html?ysclid=lk12oebk8l380647016

6. https://school-science.ru/9/23/43888

7. https://school-science.ru/2/1/31254

8. https://infourok.ru/issledovatelskij-proekt-prirodnye-kraski-5698511.html

9. https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2014/02/01/vydelenie-prirodnykh-krasiteley-iz-rasteniy-i-ikh-primenenie

10. https://infourok.ru/nauchniy-proekt-po-himii-na-temu-issledovanie-prirodnih-krasiteley-811195.html

11. https://bigen]c.ru/c/prirodnye-krasiteli-e4db74

https://moloko-chr.ru/termins/antocziany