XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Невидимые чернила

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гречишников Д.Д. 1

---

1МБОУ Гимназия №1

Федянина С.М. 1

---

1МБОУ Гимназия №1

Работа в формате PDF

895.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мальчиков всегда привлекают различные шпионские предметы. Практически каждый ребенок хоть раз, смотря мультфильмы и фильмы о шпионах, представлял себя на месте главного героя. Все, что связано с тайнами и секретами, вызывает большой интерес у детей. В последнее время особой популярностью пользуется ручка с невидимыми чернилами, которая позволяет писать невидимые сообщения. Разве что-то может быть более увлекательным, чем обмен секретными записями с другом с помощью таких чернил?

Мне стало очень интересно, из чего же можно сделать такие «волшебные» чернила? Было бы замечательно узнать о их секретах и научиться мастерству их использования.

Я поставил цель: выяснить, какие материалы можно использовать для создания невидимых чернил в домашних условиях. Найти наиболее простой метод получения качественных невидимых чернил в домашних условиях.

Для выполнения работы я поставил задачи:

1. Узнать о видах невидимых чернил и способах их получения.

2. Изготовить невидимые чернила в домашних условиях своими руками.

3. Познакомить с результатами исследований одноклассников.

Методы исследования: изучение научной литературы и материалов сайтов Интернета, проведение опытов, наблюдение, анализ, сравнение.

Что такое невидимые чернила?

Сначала я решил выяснить, что представляют собой невидимые чернила. Невидимые (или симпатические) чернила – это такие чернила, которые изначально не видны, а становятся заметными лишь при воздействии определенных факторов (например, под воздействием тепла, химических проявителей, ультрафиолетового света и так далее).

Теперь мне тоже стало интересно раскрыть тайну этих необычных чернил.

Изучив детские энциклопедии и материалы в Интернете я узнал о существовании чернил, которые после высыхания не оставляют следов на бумаге. Эти чернила представляют собой прозрачные или слабо окрашенные жидкости- они называются симпатическими. Надписи или изображения, выполненные с помощью симпатических чернил, становятся видимыми только после определенного воздействия. Например, они могут проявляться при нагревании или воздействии определенных растворов – проявителей.

В зависимости от того, как материалы взаимодействуют друг с другом, все невидимые (симпатические) чернила можно условно разделить на несколько групп:

• химические;

• люминесцентные;

• термочувствительные;

• влагочувствительные.

Виды симпатических чернил.

Изучая разнообразные виды невидимых чернил и способы их применения, меня особенно заинтересовали симпатические чернила, используемые в классической стеганографии.

Стеганография – это искусство скрытого обмена информацией, при котором остается незамеченным сам факт передачи сообщения. Принцип работы с симпатическими чернилами довольно прост: на первом слое располагается важная информация, написанная невидимыми чернилами, а на втором – обычный текст видимыми чернилами. Почти каждый из нас хотя бы раз сталкивался с разгадками ребусов и тайн, а некоторым было интересно скрывать или раскрывать информацию. Что может быть более захватывающим, чем таинственная переписка, когда с помощью невидимых чернил можно написать что угодно, между строк или на чистой стороне листа.

Например, таким способом, пользовались  немецкие шпионы. В 1915 году шпион отправил письмо из Англии в Норвегию, вложив в него важный документ. На первый взгляд, это была нотная тетрадь. Однако между строками в этой тетради немецкий агент использовал симпатические чернила для записи скрытых сообщений. Британская разведка смогла раскрыть эту тайную информацию, что впоследствии привело к разоблачению шпиона.

Химические

Химические чернила состоят из прозрачных или слегка окрашенных компонентов, которые способны реагировать с другими веществами, что приводит к образованию ярких продуктов. Скрытое изображение, полученное таким образом, становится заметным с помощью проявителя при использовании распылителя или ватного тампона. В некоторых случаях проявитель может быть газообразным веществом.

Фоточувствительные

Чернила, которые могут появляться или исчезать при воздействии света.

Люминесцентные

Эта категория чернил включает в себя прозрачные или слабо окрашенные вещества, которые способны светиться при воздействии ультрафиолетовых лучей.

Термочувствительные

Термочувствительные симпатические чернила состоят из бесцветных или слабо окрашенных веществ, которые становятся окрашенными при нагревании. В большинстве случаев чернила появляются в результате взаимодействия компонентов чернил с бумагой. Чернила наносят на бумагу, после чего она высыхает при обычной температуре. Написанные или нарисованные изображения остаются невидимыми. Однако они проявляются при нагреве до температуры 120-180°С, например, если провести горячим утюгом по бумаге или поднести её к источнику огня.

Проведение опытов.

Изучив различные источники, я выяснил, что существует множество простых способов для приготовления невидимых и исчезающих чернил, которые можно без труда реализовать в домашних условиях. К примеру, такие обычные продукты, как молоко, лук и лимон, найдутся в каждом доме.

Что нужно для начала химической реакции? Иногда достаточно просто соединить вещества. В некоторых случаях их растворяют, а иной раз требуется нагревание. Я заметил, что некоторые компоненты, находящиеся в молоке и луковом соке, разлагаются быстрее под воздействием температуры, чем начинается горение бумаги. Поэтому можно увидеть коричневые надписи на листе бумаги. В процессе работы я изготовил такие чернила. 

Я решил создать невидимые чернила, используя легкодоступные и простые компоненты, чтобы предложить своим одноклассникам разгадать текст, написанный невидимыми чернилами.

Приготовление невидимых чернил.

Я решил объединить эксперименты, связанные с методами нанесения и способами проявления. В одну группу я собрал невидимые чернила, которые становятся видимыми при воздействии тепла.

Я решил попробовать сделать чернила из разных веществ и оценить их нанесение, видимость на бумаге сразу после применения, а также то, как они проявляются после высыхания.

Я узнал, что соки яблока, лимона и лука обладают схожими свойствами и становятся видимыми при нагревании.

Аналогичным образом реагируют на тепло растворы, в состав которых входят сода и молоко.

Я намерен изучить процесс приготовления невидимых чернил, которые проявляются под воздействием тепла.

Чернила из лимона.

Для приготовления я использовал дольку лимона, небольшой стаканчик, ватную палочку, белый лист бумаги. 

Сначала выжимаем сок лимона в стакан. Затем окунаем ватную палочку в полученный сок и пишем на бумаге.

Когда надпись сделана, необходимо дать ей высохнуть. Если посмотреть на нее сразу после написания, видно лишь влажный след на листе бумаги.

Лист с надписью я оставил сохнуть на ночь. На следующий день надпись высохла и исчезла.

Чтобы сделать надпись видимой, я прогладил листок бумаги горячим утюгом. При нагревании лимонная кислота темнеет, поэтому мои чернила стали заметны. Надпись проявилась в желтоватых тонах, с очень четким контуром.

Приготовление невидимых чернил из лука

Для эксперимента нам понадобится лук, терка, стаканчик и ватная палочка.

Создание невидимых чернил на основе лука

Для проведения эксперимента вам потребуются лук, терка, небольшая ёмкость и ватная палочка.

Отрежем небольшой кусок луковицы, натрем его на терке и выдавим сок в стаканчик. 

Использую ватную палочку, чтобы наносить сок лука на бумагу. При нанесении надпись не имеет цвета, лишь остаётся влажный след.

Теперь я буду ожидать, пока всё высохнет. После высыхания сок лука становится невидимым на поверхности бумаги, однако у него остается неприятный запах.

Я буду действовать аналогичным образом – с помощью нагрева. Под воздействием тепла сок лука темнеет, в результате чего чернила становятся заметными и приобретают светло-желтый цвет.

Приготовление невидимых чернил из молока

Наливаю молоко в небольшой стакан. Затем окунаю палочку в молоко и пишу на белом листе бумаги.

На следующий день молоко высохло. Следы от букв исчезли, и ни запаха, ни намека на них не осталось.

Затем нагреваю бумагу и на ней станет видно написанное, поскольку при нагревании молоко меняет свой оттенок. Молоко действительно изменило цвет и надпись также стала коричневой, но неоднородной, часть надпись еле заметна.

Приготовление невидимых чернил из соды.

Для приготовления концентрированного раствора пищевой соды потребуется теплая вода, тогда можно растворить большее количество соды и раствор будет более концентрированным.

Я также применил ватную палочку. Сразу можно увидеть влажный след, однако, после испарения воды, на бумаге след от записи становится совершенно невидимым.

На следующий день надпись почти не видна.

Проявляется написанное тоже очень просто - благодаря воздействию температуры.

При нагревании утюгом проявляется темно-коричневый текст.

Этот текст оказался наиболее четким и однородным среди всех ранее увиденных. Эти невидимые чернила оказались превосходными!

Сравнение невидимых чернил из веществ, которые проявляются под воздействием тепла.

Можно сделать вывод, что в домашних условиях   можно создать теплочувствительные невидимые чернила из доступных в домашнем хозяйстве веществ.  Для проявления невидимых записей в быту можно использовать свечу или лампу, но наиболее удобным и безопасным методом является применение утюга. По моему мнению, лучших результатов можно добиться с чернилами, созданными на основе соды. Они просты в приготовлении, имеют продолжительный срок хранения, не обладают запахом, быстро сохнут по сравнению с другими чернилами, остаются незаметными на бумаге и проявляются более ярко.

Заключение

В ходе моего исследования я пришел к следующим выводам:

В домашних условиях можно изготовить невидимые чернила из легкодоступных в домашнем быту веществ. Это под силу даже ребенку — мне всего 9 лет, и я без труда справился с этой задачей. Не все типы невидимых чернил можно создать дома, в основном речь идет о теплочувствительных чернилах, поскольку они легко проявляются при нагревании.

Проявление невидимых записей в домашних условиях возможно с использованием таких средств, как свеча, лампа или утюг, однако наиболее удобным и безопасным методом является именно утюг. В процессе моего эксперимента я пришел к выводу, что наилучшими самодельными невидимыми чернилами можно считать чернила на основе соды. Их легко изготовить, они имеют длительный срок хранения, не обладают запахом, быстрее сохнут по сравнению с другими чернилами, которые я использовал в исследовании, и абсолютно незаметны на поверхности бумаги. Кроме того, эти чернила проявляются более ярко и однородно, чем другие виды невидимых чернил, которые я тестировал. Таким образом, чернила из соды оказываются самыми лучшими в моем эксперименте.

В процессе своей исследовательской деятельности я пришел к выводу, что проводить эксперименты – это крайне увлекательное и занимательное занятие.
Во время эксперимента я почувствовал себя не только настоящим ученым, но и настоящим разведчиком на секретном задании.

Таким образом, я достиг той цели, которую установил в самом начале исследования – я узнал, какие вещества используются для создания невидимых чернил, какие разновидности существуют, а также изучил известные рецепты симпатических чернил. Кроме того, мне удалось своими руками изготовить «волшебные» симпатические чернила, используя доступные в быту материалы.

В результате проведенных наблюдений я пришел к заключению, что для создания чернил из различных материалов требуются разные методы проявления. Во время эксперимента я исследовал множество источников информации, включая книги и методические руководства, но в основном полагался на видео и статьи из Интернета. В одной работе невозможно охватить все существующие рецепты симпатических чернил. Я смог провести эксперименты только с веществами, которые есть почти в каждом доме.  Уверен, что продолжу свои исследования в области разработки новых типов симпатических чернил.

Список использованных источников информации

1.       Алексинский В. Н. Занимательные опыты по химии. – М.: Просвещение, 1995.

2.       Лаврова С.А. Загадки и тайны обычных вещей. – Изд. «Белый город», 2006.

3.       Лаврова С.А. Моя первая книга. Занимательная химия для малышей. – Изд. «Белый город», 2009.

4.     Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения. –  М.: Химия, 1994.

5.     Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К.Мишиной, А.Зыковой. – М.: Эксмо, 2007.

6.      Интернет - ресурсы

www.alhimik.ru

http://dryk.info

http://chemistryandchemists.narod.ru

http://ru.wikipedia.org

http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/50-nevidimye_chernila.html

http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=93405

http://akak.ru/recipes/8179-kak-sdelat-nevidimyie-chernila

http://peopleask.ru/kto-izobrel-chernila.html