XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Натуральные краски природы
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Однажды мне на праздник подарили футболку с набором красок для того, чтобы я сам разукрасил её. Я разрисовал две футболки – себе и бабушке. Моя бабуля рассказала мне, что окрашивать ткани можно и натуральными красками, в природе можно встретить великое множество разных красок. Главное, внимательно присмотреться! Меня это очень заинтересовало!
Цветные краски. Мы к ним так привыкли, что и не замечаем их – наша одежда, игрушки, мебель и все, что нас окружает, имеет свой окрас. Наш мир был бы скучный и тоскливый без ярких цветов. Человек всегда старался подражать природе, создавая сочные яркие оттенки для всего, что его окружает. Сейчас в магазинах встречается много красителей для различных целей, но, в большинстве своём, эти красители искусственные и производятся на химических заводах. В давние времена ткани окрашивали натуральными красками, а сейчас это делают на производстве. Красители добавляют в продукты питания, добавляют в косметические средства и многое другое. Возможно, из-за этого у людей проявляются аллергические реакции. Человек начинает осознавать опасность использования химических веществ и все чаще обращается к природным источникам. Мне захотелось узнать как можно больше о натуральных красителях, можно ли искусственные красители заменить натуральными, изучить возможность использования природных красителей при окрашивании тканей, продуктов питания и для изготовления красок.
Цель исследования: расширить свой кругозор о натуральных красителях, получить природные красители из травянистых растений, овощей, фруктов и убедиться в возможности их использования в бытовых целях.
Задачи исследования:
-
изучить литературу по данной теме;
-
узнать, чем наши предки красили ткани;
-
изучить разновидности природных красителей;
-
изготовить натуральные краски;
-
провести анкетирование, опыты и эксперименты.
Объект исследования: натуральные красители (луковая шелуха, свёкла, ягоды, морковь, кофе, чай и лимон, краснокочанная капуста, листья петрушки).
Гипотеза исследования: я предположил, что травянистые растения, овощи, фрукты имеют способность окрашивать, из них можно получить экологически чистые природные красители, а значит, их можно применять в жизни.
Методы исследования: анализ информационных ресурсов, анкетирование, наблюдение, опыты и эксперименты, обобщение.
Можно с уверенностью заявить, что данная тема актуальна, потому что в жизни человека огромное место играют краски. И если они будут экологически чистыми, это принесет больше пользы здоровью человека.
Глава 1. С самого начала…[1]
Первобытные времена
Люди красят уже 40 000 лет!
Первой краской для человека стала глина. Она бывает разных цветов: красная, жёлтая, белая. Первобытные художники смешивали её с жиром и наносили на стены пещер — так получались первые наскальные рисунки.
Немного позже для придания рисункам более ярких цветов были «открыты» первые минеральные красители – природная охра, лазурит и киноварь.
Охра - естественная минеральная краска, которая часто встречалась в природе в виде глины или рассыпающихся в пыль комочков. Она была разного цвета: желтая, коричневая, красноватая.
Лазурит - непрозрачный минерал давал от синего до голубовато-серого и зеленовато-серого цвета.
Киноварь – самый распространенный ртутный минерал использовали для получения красной краски.
Минеральные краски очень долго сохли на стенах пещер, но зато сохранились на тысячелетия!
Шли тысячелетия. Человеку понадобились другие краски, более стойкие и яркие. Такие, которыми можно было бы разрисовывать щиты, выделанные кожи, раскрашивать головные уборы и оружие, а затем и первые ткани. Природные красители научились получать при переработке различных растений и животных.
Краска из растений
С рисунками на стенах разобрались. Но как быть, если хочется носить яркую одежду? Углём мазать? Нет. И люди придумали делать краску из растений! Брали яркую кору деревьев, ягоды или скорлупу орехов, сутки выдерживали в воде, а потом кипятили ткань в полученной краске. Но и этого было мало! Наши предки пробовали получать краски практически из всего, что видели. Например, в Древнем Египте добывали пурпурную краску из раковин улиток-багрянок!
Первая акварель
Первые акварельные краски появились в Китае. Здесь придумали добавлять к красящим пигментам мёд, глицерин и сахар. Но акварель хорошо ложилась только на бумагу — для покраски стен или древесины не годилась. А где изобрели бумагу? Правильно, в Китае! Так что всё очень закономерно.
Праздник для художников
В Средние века придумали стойкие и быстросохнущие масляные краски. В их основе были растительные масла. Масляные краски можно было накладывать разными мазками, поэтому картины художников этого времени приобрели глубину и сочность цветов. Иногда краску делали даже на основе яичного белка. В те времена краски получали очень тяжело: сначала нужно было раздобыть все ингредиенты, а потом долго и нудно их смешивать. На это уходило слишком много времени и сил!
Революция в мире красок
И вот тут-то появились искусственные краски. Природные компоненты в их составе заменили синтетическими. Производить такие краски было намного дешевле и быстрее, а хранились они гораздо дольше. Это стало настоящим переворотом для художников! Появились целые заводы по производству красок. И теперь мы можем пойти в любой художественный магазин и выбрать ту краску, которая нам по душе: акрил или акварель, гуашь или масло. А может, кто-то хочет рисовать пастелью? Тогда покупаем сразу несколько разных! [8]
Глава 2. Виды красок [9]
Краски - это вещества натурального или искусственного происхождения, которыми окрашивают какой-либо материал.
Основа любой краски — пигмент, то есть краситель. Все пигменты, а соответственно, и краски по их происхождению можно разделить на две основные группы: искусственные и природные (естественного происхождения). Природные красители разделяются на органические, полученные из растений и животных, и минеральные, добытые из земли и камня.
Разные связующие вещества, которые склеивают между собой частички пигмента в однородную красочную массу, дают краски с разными названиями. Различают водяные и масляные краски. К водяным краскам, в которых связующим веществом является вода с некоторым количеством клея, принадлежат темпера, акварель, гуашь. Соответственно, эти краски разводятся водой.
2.1. Акварельные краски
Акварельные краски – замешивают на основе растительных смол с добавлением меда, глицерина или сахара. Это и позволяет им быть такими легкими и прозрачными. Изобрели акварель в Китае, а вот в Европу эта техника пришла только в XII веке.
Акварель – это один из видов живописи водяными красками. Темпера также принадлежат к водяным краскам, но между этими видами красок есть существенное различие: в состав связующего вещества акварели входит клей преимущественно растительного происхождения, в состав темперы – преимущественно животного происхождения. Кроме того, связующее вещество темперы всегда состоит из эмульсии (несмешиваемые жидкости, когда, например, капельки жира распределены в водной среде), тогда как в связующем веществе акварели эмульсия не является обязательной.
С древности до XVI—XVII столетий была распространена яичная темпера (в состав связующего вещества входит яйцо). В бывших иконописных мастерских Владимирской губернии и некоторых других местах писали и пишут по настоящее время на яичном желтке. Яичный порошок, введенный в краски в большом количестве, способствует образованию трещин и скоро портится, особенно в южном климате. Для предупреждения этих нежелательных явлений принимали соответствующие меры: в Италии примешивали к желтку сок фигового дерева, русские иконописцы прибавляли к желтку кислый хлебный квас. Темперные краски очень быстро сохнут, сильно изменяют цвет и тон, но они очень прочные. [10]
2.2. Гуашь
По своему составу гуашь очень близка с акварельными красками, в ней тоже пигмент замешан на водорастворимой клеевой основе. Но в цвета добавлены белила, что придает краскам плотность, сильное высветление при высыхании и бархатистую поверхность.
2.3. Масляные краски
Самые ценные краски у живописцев - масляные краски. Уже в названии говорится, какое связующее вещество используют при их изготовлении – их замешивают на сохнущих маслах, алкидных смолах и растворителе, позволяющем краске быстрее высыхать. Масляные краски известны человечеству с X века, были усовершенствованы в XV веке фламандским живописцем Яном ванн Эйком. Кому принадлежат лавры изобретателя всё же неясно, так как следы росписей краской на основе макового и орехового масла найдены в древних буддийских пещерах, а олифу – вареное масло – применяли еще в Древнем Риме. Масляные краски не меняют цвет при высыхании и позволяют добиваться потрясающей глубины цвета.
Большинство современных художников пользуется масляными красками фабричного производства, но и в настоящее время имеются художники, которые трут для себя краски, причем вручную, подобно прославленным старым мастерам.
2.4. Водные краски
В основном водными красками пишут на бумаге (акварель, гуашь), водяные клеевые краски служат также для живописи на штукатуренных или особо приготовленных стенах (темпера). Масляными красками пишут на холсте, дереве, металле.
2.5 Натуральные красители природного происхождения
Красители или красящие вещества, полученные из растений, беспозвоночных или минералов называются натуральными красителями. Большинство натуральных красителей являются растительными красителями, получаемыми из растительных источников —корней, ягод, коры, листьев и древесины, а также из других биологических источников, например, таких как грибы.
Синюю краску подарили индигоносные растения: индиго, вайда. Ткани, окрашенные индиго, находили в гробницах фараонов, правивших несколько тысяч лет назад Древним Египтом. Родина краски – Индия.
Ярко-красную краску получали из корня марены красильной.
Для получения жёлтой краски варили зелёные берёзовые листья.
Я узнал, что каждый цвет был приготовлен разным способом и у каждой из красок есть своя интереснейшая история.
В настоящее время почти все красители синтетические, их делают в лабораториях и на заводах из химических веществ. Некоторые из них даже ядовиты, например, красная киноварь из ртути. Поэтому, я решил попробовать получить экологически чистые природные красители в домашних условиях.
Основным источником сырья для производства природных красителей в настоящее время являются растения. Растения имеют специальные красящие вещества – пигменты, которых известно около 2-х тысяч. Эти растительные пигменты и используются в качестве красителей: корнеплоды моркови дают, например, желтый краситель, свеклы столовой – красный краситель и т.д. Я узнал, какие растения можно использовать для получения красителей определенного цвета и нашел таблицу растений, имеющих способность окрашивать. Например, это можно сделать на пасхальном яйце. Яйца мы традиционно окрашиваем каждый год к светлому празднику Пасха (приложение №1). Самое главное, что все красители растительного происхождения имеются в каждом доме.
Я понял, краски находятся вокруг нас, главное, внимательно присмотреться. Природа дарит их нам. Чем больше я об этом узнаю, тем сильнее мне хочется сделать краски самостоятельно. Меня очень заинтересовало: получатся ли краски из природных компонентов у меня в домашних условиях или нет, и как можно их применять в быту.
2.6 Природные красители животного происхождения [11]
Чёрную краску получали из чернил каракатицы или осьминога.
Пурпурную краску – добывали из пурпурной улитки. В Древнем Риме багряную одежду мог носить лишь император из-за того, что пурпурная краска стоила очень дорого. Ведь для получения 1 грамма пурпура требовалось обработать 10 тысяч улиток.
Красную краску – получали из крохотных тропических насекомых, которых называли «кошениль». Для получения 1 грамма красителя требовалось 200 тысяч жучков!
Глава 3. Роль красок в нашей жизни [12]
Краски в нашей жизни занимают огромное место. Без красок мир, который нас окружает, был бы серым и монотонным, поэтому человек всегда стремился найти способ украсить свою жизнь яркими предметами.
Краски - это цветные красящие вещества, с помощью которых можно изменить цвет вещества или предмета (одежды, предметов быта, бумаги и так далее).
Назначение красок [13].
Краски предназначены для:
окраски предметов;
создания рисунков и росписей;
получения декоративных покрытий (например, пола или стен);
защиты окрашиваемой поверхности (краски защищают металлы от ржавчины, а древесину от высыхания и гниения).
3.1. Цвета действуют на душу... [7]
«Цвета действуют на душу…, они могут вызывать чувства, пробуждать эмоции и мысль» (И.В. Гёте).
В жизни каждого человека цвет играет значительную роль. Каждый из нас имеет определенные цветовые ассоциации или ощущения, возникающие при виде того или иного цвета.
Восприятие человеком цвета зависит не только от чистоты оттенка, насыщенности, яркости цвета, но и от индивидуальных особенностей восприятия, обусловленных физиологическим и психологическим состоянием человека, как в настоящий момент, так и в целом.
Вследствие различия темперамента, самочувствия, состояния здоровья, возраста, национальных традиций, а также половых различий, разные люди дают одному и тому же цвету различные эмоциональные оценки.
Цветовые предпочтения могут рассказать о психологическом состоянии человека, о его здоровье, характере, привычках. Эта особенность широко используется в психодиагностике.
«Покажи мне свои любимые цвета - и я скажу тебе, кто ты» - примерно так говорил швейцарский врач и психолог Макс Люшер, разрабатывая свой знаменитый Цветовой личностный тест.
Цветовое восприятие каждого человека индивидуально, но можно выделить и общие ассоциации, возникающие у большинства людей при виде того или иного цвета. Основываясь на этом, можно определить, какое значение имеет тот или иной цвет.
Как известно, красный цвет прежде всего ассоциируется с кровью и огнем. Его символические значения очень многообразны и, порой, противоречивы. Красное символизирует радость, красоту, любовь и полноту жизни, а с другой стороны — вражду, месть, войну.
Красный цвет с древности связывается с агрессивностью. Красный является основным геральдическим цветом. На знамени он символизирует бунт, революцию, борьбу. Интересно, что у многих племен Африки, Америки и Австралии воины, готовясь к схватке, раскрашивали тело и лицо в красный цвет. У многих народов красный цвет символизирует юг, пламя и жару.
Белый цвет символизирует чистоту, незапятнанность, невинность, добродетель, радость. Он ассоциируется с дневным светом, а также с производящей силой, которая воплощена в молоке и яйце. С белизной связано представление о явном, общепринятом, законным, истинном.
У некоторых народов белую одежду носили цари и жрецы, что символизировало торжественность и величие. Однако, белый цвет может получать и противоположное значение. По своей природе он как бы поглощает, нейтрализует все остальные цвета и соотносится с пустотой, бестелесностью, ледяным молчанием и в конечном итоге — со смертью. Славяне одевали умерших в белую одежду и покрывали белым саваном. У некоторых племен Африки и Автралии принято раскрашивать тело белой краской после кончины кого-нибудь из близких. В Китае и в некоторых других странах Азии и Африки белый является цветом траура. В старину белый траур использовался и у славян.
Черный цвет, как правило, символизирует несчастье, горе, траур, гибель.
Желтый — цвет золота, которое с древности воспринималось как застывший солнечный cвет. Это цвет осени, цвет зрелых колосьев и увядающих листьев, но также и цвет болезни, смерти, потустороннего мира. У многих народов женщины отдавали предпочтение желтой одежде. Нередко желтый цвет служил отличительным признаком знатных особ и высших сословий. У славянских народов желтый цвет считается цветом ревности, измены, а на Тибете ревность называют буквально «желтый глаз». Вспомним также «желтую прессу».
Синий цвет у многих народов символизирует небо и вечность. Он также может символизировать доброту, верность, постоянство, расположение, а в геральдике обозначает целомудрие, честность, добрую славу и верность. «Голубая кровь» говорит о благородном происхождении; англичане называют истинного протестанта «синим». Кроме того, синий цвет близок к черному и получает сходные с ним символические значения. Он считался траурным в Древнем Египте и у некоторых народов Южной Африки. Французы называют ужас «синим страхом» (вспомним сказку о «синей бороде»). У славянских народов синий служил цветом печали, горя, ассоциировался с бесовским миром. Старинные предания описывают черных и синих бесов.
Зеленый — цвет травы и листьев. У многих народов он символизирует юность, надежду, веселье, хотя порой — и незрелость, недостаточное совершенство. Зеленый цвет предельно материален и действует успокаивающе, но может производить и угнетающее впечатление. Не случайно тоску называют «зеленой», а сам человек «зеленеет» от злости.
Глава 4. Практическая часть.
4.1. Анкетирование
Перед тем, как проводить эксперименты с овощами и фруктами по изготовлению красок в домашних условиях, я решил провести анкетирование среди своих одноклассников и выяснить, что они знают о природных красителях (приложение 2). В опросе приняли участие 25 человек (приложение №3).
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ. Вместе с мамой мы провели анализ опроса детей. Вот, что получилось:
большинство опрошенных знают, что краски бывают акварельные, масляные, гуашь, акриловые и медовые.
На вопрос: «Знаете ли вы из каких растений, овощей или фруктов можно получить краски в домашних условиях?» опрос показал, что 3 участников указали – свеклу, 2 человека – баклажан, а остальные голоса распределились следующим образом:
капуста брокколи – 1,
листва – 1,
апельсин – 1,
киви – 1,
вишня – 1,
черника – 1,
виноград – 1,
помидор – 1.
На вопрос: «Из какой части растения получают краски?» мои одноклассники ответили (можно было выбирать несколько вариантов ответов):
не знаю – 14 человек,
из цветов – 8 человек,
плоды - 4 человека,
листва – 1 человек.
Следующий вопрос «Можно красками, полученными из растений, окрасить ткань?» показал, что 19 человек из 25 опрошенных считают это возможным.
На вопрос анкеты «Пробовали ли вы получить краситель в домашних условиях?» 17 человек ответили «нет».
Вывод. В результате проведенного опроса я выяснил, что мои одноклассники знают о том, что существуют природные красители и что можно получить самодельные краски в домашних условиях из различных овощей и фруктов, но при этом, никто не пробовал провести данный эксперимент самостоятельно, и, следовательно, не знают какой может получится результат.
Результаты анкетирования показали, что знаний по данной теме у детей недостаточно (приложение №4).
4.2. Эксперимент. Приготовление натуральных красок
В современности все краски изготавливают в лабораторных условиях и на заводах из химических веществ. На заводах получаются краски, при использовании которых можно получить отравление. Я взялся за дело! Вместе с бабушкой почистил овощи, для начала, свеклу, морковь и капусту краснокочанную. Мелко нарезанные овощи мы сложили в кастрюли, добавили в каждую около одного стакана воды и поставили на медленный огонь. Спустя час из полученной массы мы отжали сок (приложение №5).
Тоже самое я проделал с красной смородиной, клубникой, лимоном, петрушкой, отдельно в турке сварили кофе и чай, собрал шелуху красного и репчатого лука.
Вывод. В результате проделанной работы я понял, что из растений в домашних условиях можно получить природные красители.
4.3. Эксперимент. Окрашивание ткани в натуральной краске
Чтобы понять, как полученные мною краски работают, я решил окрасить кусочки белой ткани в каждом из полученных цветов.
Я начал свой эксперимент с лимона. В холодной воде ткань не окрашивалась. Мы решили попробовать окрасить лоскут в горячем красителе, оставив его в нем на 40 минут.
Вывод: цвет получился после окрашивания слегка желтый, после высыхания ткани почти незаметный (приложение №6).
Следующий эксперимент я провел с красной смородиной, по тому же принципу, что и с лимоном. В результате цвет получился приятно розовый, и ткань после высыхания очень хорошо пахла ягодами.
Результаты окрашивания кофе, чаем, морковью, петрушкой, клубникой, краснокочанной капустой, красным луком, свеклой и репчатым луком я представляю на наглядном мини-стенде (приложение №7).
Вывод. Несмотря на то, что окрашенные ткани получились не такие яркие, как могли бы быть после окрашивания синтетическими красителями в промышленном производстве, окрашивание текстильных изделий натуральными красителями из растений возможно в домашних условиях. Этот процесс экологичный и безопасный для здоровья человека.
4.4. Эксперимент. Окрашивание ткани на основе сухого красителя
Для данного эксперимента я взял упаковку куркумы, которую мы приобрели в магазине. В ходе эксперимента мы прокипятили кусочек ткани, как и все остальные, в растворе воды и приправы.
Вывод: красящий пигмент в сухом виде гораздо лучше окрашивает ткань, чем в жидком. Цвет получается более стойкий и яркий. Единственный минус - для получения данного количества красителя необходимо переработать много сырого продукта, что не совсем выгодно. Но это возможно!
4.5. Эксперимент. Проверка окрашенных тканей на сохранение стойкости цвета
Далее я решил проверить, насколько хорошо окрасились лоскуты. Я постирал их в воде при температуре 30 градусов и посмотрел, какой пигмент более стойкий.
Вывод. Наиболее стойкими оказались краски: куркума, свекла, лук репчатый, лук красный, чай и кофе. Все остальные образцы значительно теряли цвет уже после первой стирки.
Заключение
Занимаясь исследовательской работой, я расширил свой кругозор о натуральных красителях, получил природные красители из травянистых растений, овощей, фруктов и убедился в возможности их использования в бытовых целях. Я в домашних условиях научился добывать красящий пигмент из натуральных продуктов, изучил возможность использования природных красителей при окрашивании тканей. Для меня это было очень неожиданно! В результате экспериментов я понял, что получить экологически чистые природные красители возможно, а значит, их можно применять в жизни. В процессе исследования подтвердилась моя гипотеза. Моя работа имеет большое значение, так как использование экологически чистых красителей в быту уменьшает риск возникновения многих заболеваний (в частности, аллергию), не причиняет вред здоровью человека. Экологически чистые природные красители – гарант здоровой жизни человека!
Список литературы и интернет-источников
1. Алексеева В. Что такое искусство? – М.: Советский художник,1973.-162 С.
2. Большая детская иллюстрированная энциклопедия. М.: Эгмонт Россия Лтд. 2005.-454 С.
3. Большая Российская Энциклопедия, М.:2007.-766 С.
4. Соколов А. Красители, М.; Просвещение, 1997.-25 С.
5. Ольгин О. Опыты без взрывов. М.: Химия, 1982. -192 С.
6. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. М.: Дрофа, 2000.-191 С.
Интернет - источники:
7. Роль цвета в нашей жизни! Статьи / Саморазвитие. [Электронный ресурс] URL: https://www.b17.ru/ (дата обращения 10.11.2023)
8. Как появились краски. История красок. [Электронный ресурс] URL:https://ponymashka.ru/316-kak-poyavilis-kraski (дата обращения 17.11.2023)
9. Из чего делают краски. [Электронный ресурс] URL:http://zaholstom.ru/?p=3478#:~:text=Любые%20краски%20(кроме%20порошковых)%20состоят,другие%20вещества%2C%20например%20—%20антисептик (дата обращения 17.11.2023)
10. Красильные растения. [Электронный ресурс] URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница (дата обращения 12.11.2023)
11. Пурпурный. Как один человек изобрел цвет, изменивший мир. [Электронный ресурс] URL: https://kto-pridumal.com/kto-izobrel-purpurnuyu-krasku-i-kogda/ (дата обращения 12.11.2023)
12. Мир без границ. История красок. Магия цвета. [Электронный ресурс] URL: http://mir-bez-gran.ru/9-razdely-sajta/140-istoriya-krasok-magiya-tsveta (дата обращения 19.11.2023)
13. Краски в нашей жизни. Электронный ресурс] URL: https://globallab.org/ru/project/cover/930535f1-8e66-4d6c-89c3-bbcd210543a8.ru.html (дата обращения 19.11.2023).
Приложение №1
Растения, имеющие способность окрашивать
Приложение №2
Анкета для одноклассников
-
Какие бывают краски? Назови их.
-
Знаете ли вы, из каких травянистых растений, овощей или фруктов можно получить краски в домашних условиях? Перечислите их.
-
Из какой части растения получают краски:
- цветы
- плоды
- листва
- корни
- все выше перечисленные
- не знаю
4. Можно красками, полученными из растений, окрасить ткань?
- да
- нет
5. Пробовали ли вы получить краситель в домашних условиях?
- да
- нет
Приложение №3
Анкетирование одноклассников
Приложение №4
Результаты анкетирования одноклассников
Вопрос. Знаете ли вы из каких растений, овощей или фруктов можно получить краски в домашних условиях?
Вопрос. Из какой части растения получают краски?
Вопрос. Можно красками, полученными из растений, окрасить ткань?
Вопрос. Пробовали ли вы получить краситель в домашних условиях?
Приложение №5
Процесс приготовления красок
Приложение №6
Окрашивание ткани
Приложение №7
Результаты окрашивания ткани