XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Мои краски
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В специализированных магазинах для детского творчества продаются разнообразные материалы, которые имеют стандартную форму и привычный вид. Но часто они имеют химический запах, неестественный цвет, который к тому же может быстро измениться. Я очень люблю, рисовать, и чаще всего использую гуашевые и акварельные краски. Это очень увлекательно! Но однажды мы с мамой готовили борщ, и руки от свеклы окрасились в розовый цвет. Они плохо отмывались, и я решил выяснить, почему так происходит и есть ли красящие вещества в других овощах, фруктах, ягодах, растениях. А также насколько они стойки и возможно ли изготовить краски самому из овощей, фруктов и природных материалов.
Актуальность исследования состоит в том, что тема имеет практическое применение и доступна к передаче опыта деятельности.
Цель моей работы: исследовать свойства красок из природных материалов, и особенности их использования их на практике.
Задачи:
1.Изучить и обобщить материал о природных красителях и их использовании.
2. Получить некоторые органические краски растительного происхождения.
3.Применить полученные краски для окрашивания яиц, ткани и бумаги.
4. Определить преимущества и недостатки таких красок.
5.Исследовать полученные краски на цветоустойчивость и влагостойкость.
Гипотеза: если создать краски из природных материалов в домашних условиях, то их можно использовать в практической деятельности.
Объект исследования: природные краски.
Предмет исследования: свойства природных красок.
Методы исследования:
-
Изучение литературы и интернет-ресурсов по данной теме.
-
Эксперимент.
-
Анализ результатов исследования.
Для выполнения моей работы я изучил несколько литературных источников, а именно И.А. Губанов «Луговые травянистые растения», И. Б. Блинчева «Из чего в древности делали краски» и О. Никифорова «Краски из растений». В своей книге О. Никифорова рассказывает о некоторых знакомых нам растениях, из которых получают натуральные краски для окрашивания тканей и пищевых продуктов. Из книги Ивана Губанова «Луговые травянистые растения» я узнал, где на территории нашей страны встречаются некоторые растения, из которых делают краски. Название книги И.Б. Блинчевой «Из чего в древности делали краски» говорит само за себя. Кроме этого я посетил сайты сети Интернет, которые помогли мне подробнее познакомиться и разобраться с выбранной темой. И я решил проверить свою гипотезу, выполнив исследовательскую работу.
Основная часть
1.Теоретическая часть
1.1. Из истории применения красителей
Природа наградила нас необычайным даром - цветовым зрением, а вместе с ним дала возможность восхищаться красотой окружающего растительного мира. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и поля? Но далеко не всем известно, откуда у природы такая богатая палитра цветов.
Всей этой красотой обязаны мы специальным красящим веществам – пигментам, которых в растительном мире известно около 2 тысяч.
Роль краски сложно переоценить. Без ярких цветов мир и предметы были бы очень скучными и унылыми. Недаром человек старается подражать природе, создавая чистые и сочные оттенки. Краски известны человечеству с первобытных времён. Яркие минералы притягивали взор наших далёких предков. Именно тогда человек догадался растирать такие вещества в порошок и, добавляя некоторые элементы, получать первые в истории краски.
Древние охотники считали, чтобы добыть на охоте мамонта или оленя, надо их нарисовать. Причем рисовать нужно так, чтобы изображение не исчезло, не стерлось. И древние художники высекали острыми камнями очертания рисунка, а потом в эти борозды втирали глину, перемешанную с жиром. Так появилась самая первая краска.
Цветная глина (желтая, красная, зеленоватая, белая) шла в ход. Чем больше развивались люди, тем больше становилась потребность запечатлеть и передать свои знания. Сначала для этого использовались стены пещер и скал, а также самые примитивные краски. Считается, что самым древним из обнаруженных наскальных рисунков уже более 17 тысяч лет. При этом живопись доисторических людей довольно хорошо сохранилась.
В основном первые краски изготавливались из железистых природных минералов охры.
Первыми минеральными красками были:
охра – глина с примесью железа, бывает желтого, коричневого, красноватого цветов; лазурит – матовый минерал от синего до голубовато-серого цвета; киноварь – ртутный минерал алой расцветки; сурик – бурый железняк, дает оранжевый, красный, коричневый цвет; уголь – для получения черной краски.
Для светлых оттенков использовали чистое вещество, для получения более тёмных добавляли в смесь чёрный древесный уголь. Разные виды охры служили для разных целей: желтой украшали жилище, красная охра имела сакральный смысл и использовалась для погребальных обрядов. Так на стенах пещер появились первые бизоны, люди и боги.
Все твёрдые вещества растирались вручную между двумя плоскими камнями. Далее непосредственно краску замешивали на животных жирах. Такие краски хорошо ложились на камень и долго не высыхали из-за особенности взаимодействия жира с воздухом. Получаемое покрытие, как уже было сказано ранее, было очень прочным и стойким к разрушительным воздействиям окружающей среды и времени.
Цветные изображения животных, датированные примерно 10 000 - 30 000 лет назад до н.э., были обнаружены на стенах пещер Южной Франции и Испании. Многие из этих рисунков удивительно хорошо сохранились потому, что в эти пещеры не было доступа в течение многих веков. Самые великолепные рисунки находятся в Пещере Ласкао во Франции.
Я узнал, что у нас на Урале тоже сохранились рисунки древнего человека. Есть много мест, скал, пещер, где и сейчас можно увидеть наскальные рисунки. Скалы, на которых оставили свои рисунки древние люди, называются писаницы от слова «писать» - рисовать. Такие скалы я сам видел в национальном парке «Оленьи ручьи» и около станции Северка. Древний человек изобразил сцену охоты, отдельных животных: лося, уток. (Приложение № 1)
По мере развития человека его требования к краскам увеличивались. Людям хотелось получать более стойкие и яркие цвета для разукрашивания оружия, кожаных щитов, а позже и тканей.
Для окрашивания материи научились применять растения:
- Желтый цвет давали ольховая кора, молочай;
- Коричневый – скорлупа грецких орехов, луковая шелуха, дубовая кора;
- Красную краску давали ягоды.
Из книг я узнал, что растения выдерживались в воде сутки, затем воду нагревали и процеживали, после чего ткань кипятили в полученной краске, полоскали и сушили. Иногда для получения более яркого цвета требовалось повторить процесс не раз, но зато цвета потом не выгорали со временем. Одним словом, у любой краски есть своя история.
Я понял, что с течением времени люди находили все новые виды и способы получения красок.
Древний Египет
В Древнем Египте изобрели пурпурную краску, она знаменита тем, что багряную одежду могли носить только очень богатые люди. Пурпур стоил очень дорого, поскольку очень сложно добывалась – из раковин улиток-багрянок, и на получение одного грамма краски уходило 10 тысяч раковин.
В гробницах и пирамидах Египта встречается удивительно красивая ляпис-лазурь (голубая краска), по прошествии времени не потерявшая своей яркости. Красящий пигмент в этой краске – лазурит, тоже весьма дорогой минерал по тем временам и применялся для изображения священного символа Египта жука-скарабея.
Для получения белой краски использовали известь, она была недорогой и простой в приготовлении. Красивейший оттенок синей краски – индиго по возрасту старше пурпура. Судя по названию, она происходит из Индии, и ее приготовление долго было секретом. Я был удивлен, что египтяне обогатили палитру ртутной кислотно-красной киноварью. Кстати, позже она обрела вторую жизнь в Древней Руси (например, ее до сих пор традиционно используют в хохломской росписи). (Приложение № 2)
Древний Китай
Китайской цивилизации принадлежит пальма первенства в создании бумаги. Здесь же, за Великой Китайской стеной, появились лёгкие акварельные краски. В их состав, помимо красящих веществ и масел, входят мёд, глицерин и сахар. Для создания картин из акварельных красок нужна подходящая основа. Холсты, древесина, камни и другие традиционные предметы, на которые наносятся краски, не могут быть использованы для этой цели: акварель не ляжет на них хорошо.
Я понял, что поэтому при рисовании акварельными красками применяют только бумагу. Это объясняет факт появления таких красок именно в Китае, который является прародителем бумажного производства. (Приложение № 3)
Древняя Русь
Древняя Русь не знала такого вида искусства, как живопись. Первыми живописными изображениями на Руси стали иконы. Древнерусская иконопись по праву считается лучшей в мире. И хотя иконопись как искусство вместе с ее канонами пришла на Русь из Византии, древнерусская иконопись вскоре стала самобытной. Беря свое начало в Х веке, она вплоть до века XVII оставаясь ядром древнерусской культуры.
Темпера как нельзя лучше подходила для написания икон: она требовала от мастера неспешной работы, которая была сродни монашеской аскезе: темперой нельзя моделировать, ее можно лишь наслаивать, строго следя за тем, чтобы новый слой ложился на просохшую краску. Так шло постепенное «раскрытие» образа. То, что мастер видел духовным взором, проявлялось на доске в немеркнущих красках темперы. Традиционно используемые в иконописи для приготовления красок минеральные пигменты.
После их предварительной очистки и растирания, полученные цветные порошки разводят в эмульсии на основе яичного желтка. (Приложение № 4)
Средние века
Средневековье подарило миру масляные краски. Их преимуществом стали большая стойкость и надёжность, а также сравнительно малое время высыхания. Основой для таких красок служат натуральные растительные масла: ореховое, маковое, льняное и другие.
В Средневековье также делали краски на основе яичного белка и казеина (получают из молока). (Приложение № 5)
Массовое изготовление
Производство краски в больших объемах стало вестись менее двухсот лет назад. Если раньше краски делали руками и хранились они мало, то с развитием промышленности и технологий появились готовые к использованию краски. По мере развития лакокрасочного производства краски улучшались, и становились все более безопасными – ядовитые вещества заменялись на синтетические компоненты. Искусственные компоненты придают краске стойкость к разрушению и сохраняют их яркость.
Однако в последнее время возвращается спрос на натуральные краски. Я думаю, что, скорее всего, это связано с их экологичностью и безопасностью благодаря входящим в состав природным компонентам. Переход на экологически чистые технологии обусловлен общей экологической ситуацией на планете.
1.2. Что такое краска? Виды красок
Что такое краска? Это вещество, придающее тот или иной цвет предметам, которые оно покрывает или пропитывает.
Краски — общее название для группы цветных красящих веществ, предназначенных для непосредственного использования в той или иной сфере быта. По химическому составу пигменты и изготовленные из них краски разделяются на минеральные (неорганические соли или оксиды металлов) и органические (растительного или животного происхождения).
И те, и другие могут быть естественными (природными) и искусственными (синтетическими).
Из чего изготавливают краски?
Любые краски состоят из пигмента и связующего вещества.
Пигмент — это красящее вещество в виде порошка, являющийся основой любой краски.
Связующее — это клеящее вещество, скрепляющее микроскопические частички пигмента между собой и с основой, на которую наносят краску.
Краски современности Сейчас нам доступны гуашь, темпера, акварельные, акриловые и масляные краски.
Акварель – краска на водной основе, ею рисуют только лишь на бумаге.
Гуашь – вид водорастворимой краски с добавлением белил. Рисуют ею на белой и цветной бумаге, после высыхания она становится матовой.
Акриловые краски популярны у профессионалов, ими рисуют на стекле, бумаге, ткани, металле, дереве.
Для работы с масляными красками потребуются кисти, мольберт, холст и растворитель. Рисуют ими на картоне, дереве, холсте.
2. Практическая часть
2. 1. Выбор природного материала для получения красителей
Основным источником красок для изготовления нашими предками «крашеной одежды», которая считалась более нарядной и дорогой, чем одежда из некрашеной ткани, были натуральные красители. Некоторые способы добывания красок из природных материалов сохранились и до наших дней. Например, мы красим яйца на Пасху отваром из шелухи лука, как это делали наши предки.
Чтобы проверить гипотезу и убедиться в этом я провел несколько опытов.
2.2. Опыт 1 – Окрашивание шелухой репчатого лука
Для проведения опыта я собрал шелуху с лука, положил в кастрюлю и залил холодной водой. В эту кастрюлю положил три яйца и поставил кипятиться.
Для получения разных оттенков цвета одно яйцо достал через 10 минут, цвет был светло-коричневый, а второе через 20 минут, цвет стал более насыщенный, красно- коричневый, третье яйцо достал через 30 минут – цвет получился еще насыщеннее и темнее, яйцо стало темно-коричневым.
Также мы окрасили кусочек ткани - варили его час в этом же растворе. Ткань окрасилась в благородный коричневый цвет.
Вывод: шелуха от лука покрасила ткань в коричневый цвет.
2.3. Опыт 2 – Окрашивание свеклой и морковью
Почистил одну свеклу, измельчил её в блендере и через марлю отжал сок. То же я проделал и с морковью. В полученный сок я поместил кусочки ткани и оставил их на час. Свекольный сок окрасил ткань в красный цвет, который позже, после высыхания ткани перешел в розовый. При окрашивании морковным соком ткань сначала получила оранжевую окраску. Но, к сожалению, после высыхания цвет побелел до бежевого. Свекольный и морковный соки я также использовал для изготовления рисунков.
Вывод: свекольный сок окрасил ткань в розовый цвет, а морковный - в бежевый.
2.4. Опыт 3 – Окрашивание шпинатом
Шпинат мелко нарезал, размельчил в блендере и через марлю отжал сок. В сок поместил отрезок белой ткани на 30минут, высушил и затем прополоскал в воде. Ткань получилась салатового цвета. После полного высыхания цвет – бледно-зеленоватый.
Вывод: шпинат окрашивает ткань в бледно-зеленоватый цвет.
2.5 Опыт 4 – Окрашивание ягодами
Ягоды черной смородины размял в блендере, отжал сок через марлю. Взял небольшой отрезок белой ткани и намочил в этом соке, высушил и после прополоскал водой. У ткани получился цвет – бордово-красный. То же самое проделал с ягодами малины. У меня получился цвет – розовый. К сожалению, после высыхания ткани цвет меняется, в данном случае получился серый цвет.
То же самое я проделал с черникой, ткань окрасилась в очень темно- бордовый, почти черный цвет. После окрашивания соком клубники ткань получила бледно-розовый оттенок.
Вывод: черная смородина окрашивает ткань в бордово-красный цвет, ягоды малины – в серый цвет, а черника в очень темно- бордовый, почти черный цвет, клубника – бледно-розовый цвет.
2.6. Опыт 5 – Воздействие света.
Рисунки на бумаге, раскрашенные природными красками, акварелью и гуашью я поместил на подоконник на солнечной стороне. Через 2 недели я обнаружил, что рисунок, раскрашенный природными красками, сохранил свой цвет, хотя он и не был ярким. Рисунки, выполненные гуашью и акварелью, не изменили свой цвет.
Окрашенные кусочки ткани я положил на подоконник на солнечной стороне. Через две недели я обнаружил, что кусочки ткани, окрашенные морковкой, изменили свой цвет - они побелели. Остальные кусочки ткани также изменились, цвета потускнели.
Окрашенная ткань под воздействием света изменила свою окраску, цвета побледнели.
Вывод: Природные краски, нанесенные на бумагу на свету, не выцветают. Рисунки, сделанные акварелью и гуашью, не меняют цвет.
Окрашенная ткань под воздействием света изменила свою окраску, цвета побледнели. (Приложение № 6)
2.7. Опыт 6 – Воздействие воды.
Кусочки ткани окрасил природными красками: шелухой лука, соком черной смородины, черники, свеклы, моркови, малины клубники, шпината и фабричными красками - гуашью и акварелью.
Спустя месяц опустил кусочки ткани в воду на 1 минуту, дал высохнуть и увидел, что ткани, окрашенные природными красителями, сохранили свой цвет в разной степени. Лучше всего сохранили цвет ткани, окрашенные луковой шелухой и соком черники. Сильнее всего потеряла в цвете ткань, окрашенная свекольным, малиновым, клубничным и смородиновым соком.
Кусочки ткани, окрашенные гуашью и акварелью, так же опустил в воду на 1 минуту, вода сильно окрасилась, но и кусочки ткани так же остались насыщенно красного цвета.
Вывод: После воздействия воды на ткань, окрашенные природными красителями, цвета потускнели. (Приложение № 7)
После проделанного мною исследования я пришел к интересным выводам:
- органические краски пригодны для бытового использования,
- они экологичны, то есть они не вредят окружающей среде, так как сами и являются частью природы.
- краски на бумаге сохранили свой цвет.
- краски на ткани оказались недостаточно стойкими, выцвели после длительного пребывания на свете.
- цветовая гамма природных красок ограничена, они не такие яркие, как синтетические красители.
Заключение
В процессе данного исследования я ознакомился с историей возникновения красок, узнал, как изготавливались первые краски и то, что краски бывают растительного происхождения.
После изучения различных литературных источников, а также интернет - ресурсов, я узнал, что в овощах, фруктах, ягодах и травах действительно содержится краска, поскольку они содержат в себе красящий пигмент, который и отвечает за цвет.
Практическая часть моей работы содержит эксперименты по окрашиванию яиц и кусочков ткани. Также мною были сделаны пробные рисунки с помощью красок, полученных в домашних условиях. Я провел исследования влагостойкости и светостойкости природных красок в сравнении с гуашью и акварелью, изготовленными на производстве.
Гипотеза моя подтвердилась: можно создать краски из природного материала в домашних условиях и использовать их в практической деятельности. Однако их достоинство будет заключаться в экологичности, а недостатки в недостаточной стойкости в отличие от красок, купленных в магазине.
Мои предположения, что краски можно изготовить «не выходя из дома» подтвердились на примере изготовления органических красок растительного происхождения.
После проделанного мною исследования я пришел к интересным выводам:
- органические краски пригодны для бытового использования,
- они экологичны, то есть они не вредят окружающей среде, так как сами и являются частью природы.
- краски на бумаге сохранили свой цвет.
- краски на ткани оказались недостаточно стойкими, выцвели после длительного пребывания на свету.
- однако их цветовая гамма ограничена, они не такие яркие, как синтетические красители.
В ходе работы я научился обобщать данные из различных источников информации. Проводить эксперименты и делать выводы, получил опыт публичного представления результатов исследования в классе и школе.
Данная тема работы для меня интересна, и я буду продолжать изучать и выявлять другие природные красители и вести наблюдения за стойкостью цветовой гаммы нарисованных рисунков. Мне хочется подробнее изучить вопрос о том, какие виды красок существуют? Какие еще краски я смогу изготовить дома? Какие добавки могут улучшить состав природных красок. Интересно, смогу ли я получить домашнюю гуашь? Искать ответы на эти вопросы я собираюсь в следующих исследованиях.
Я сделал для себя открытие, что если очень хочется рисовать, но красок под рукой нет, не надо расстраиваться! «Включи» фантазию, и загляни в холодильник или на огород, и твой рисунок раскрасится удивительными цветами!
Список используемых источников и литературы
1. Блинчева И. Б. Из чего в древности делали краски. - М.: Мир книги, 2013.
2. Никифорова О. Краски из растений. – М.: Малыш, 2013.
Интернет - источники:
3. И.А. Губанов «Луговые травянистые растения»,
4. http://www.alhimikov.net/Природные красители.
5. http://mirknig.com/Краски из растений.
6. http://www.bestreferat.ru/Пасха. Традиции. Пасхальный стол.
Приложение 1 «Рисунки Древнего человека»
Приложение 2 «Рисунки в древнем Египте»
Приложение 3 «Первые акварельные рисунки»
Приложение 4 «Древнерусская иконопись»
Приложение 5 «Средние века – масляные краски»
Приложение 6 «Воздействие света до-после»
Приложение 7 «Воздействие воды до-после»