Научно-исследовательский проект
"Невидимые чернила"
Разные шпионские штучки всегда интересуют мальчишек. Вы хотите передать секретное послание своему другу, но при этом вам нужно чтобы содержание никто не прочитал. Есть выход из положения. Часть письма вы пишите обычными чернилами, а секретную - невидимыми. Невидимые чернила – часть любого шпионского фильма или литературного произведения про разведчиков. Как сделать исчезающие чернила? Этот вопрос волновал не одно поколение людей, ведь секреты, которые необходимо скрыть, существовали всегда. Для меня, как и для многих детей, очень интересно узнать, из чего же можно сделать такие «волшебные» чернила? Вот бы было здорово самому узнать секреты настоящих разведчиков, и научиться ими пользоваться.
Тема работы: невидимые чернила.
Гипотеза: невидимые чернила существуют и их можно изготовить в домашних условиях своими руками.
Цель: научиться изготавливать невидимые чернила.
Задачи:
-
Изучить историю возникновения невидимых чернил.
-
Узнать о видах невидимых чернил и способах их получения.
-
Проверить свою гипотезу о возможности самостоятельного изготовления невидимых чернил.
-
Изготовить невидимые чернила в домашних условиях своими руками.
Объект исследования: невидимые чернила.
Предмет исследования: вещества, исчезающие при нанесении на бумагу и проявляющиеся на ней при определённых условиях.
Методы исследования: изучение и анализ научной литературы и Интернет – ресурсов по проблеме; проведение опытов по изготовлению невидимых чернил.
Что такое невидимые чернила.
Прежде всего, необходимо узнать, что такое невидимые чернила.
Невидимые (симпатические) чернила – это чернила, записи которыми являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определенных условиях (нагрев, химический проявитель, ультрафиолетовые или инфракрасные лучи и др.).
В ходе исследования, мы выяснили, что все симпатические чернила можно разделить на 2 группы: проявляющиеся и исчезающие. Проявляющиеся чернила не оставляют следа на бумаге после их высыхания. Они представляют собой бесцветные или слабоокрашенные растворы. Надписи или изображения, сделанные такими чернилами, становятся видимыми (проявляются) только при создании специальных условий: нагревании или обработке другими веществами.
Все предыдущие варианты чернил невидимы изначально, но существуют вещества, которые первоначально имеют цвет, во время письма хорошо видны, а под воздействием времени или веществ в воздухе обесцвечиваются. В этом случае документ теряет свою силу, превращаясь в обычный чистый лист бумаги.
Существует целая наука, занимающаяся невидимыми письмами -стеганография.
История возникновения невидимых чернил.
История невидимых чернил уходит корнями в глубокую древность. С давних времён невидимые чернила использовались для сохранения тайны переписки. Сколько секретов скрывалось благодаря тайнописи, которая наносилась специальными веществами.
Знаменитый древнеримский поэт Овидий указывал на возможность письма молоком, в этом случае написанное проявляется от нагрева.
Древнегреческий философ Филон Александрийский ещё в I веке приводил пример рецепта невидимых чернил из сока чернильных орешков - это такие образования на листьях растений, вызванные насекомыми или грибком. В его случае буквы проявлялись после воздействия на написанное раствором железомедной соли.
Секрет тайнописи Плиния Старшего заключался в использовании сока растений.
Китайский император Цин Шихуанди использовал для своих тайных писем густой рисовый отвар. Если такое письмо слегка смочить слабым раствором йода, то появляются синие буквы.
Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги.
Знаменитая шпионка Мата Хари тоже использовала секретные чернила. Буквы, написанные раствором хлорида кобальта, совершенно невидимы и проявляются, делаясь синими, при нагревании бумаги.
Владимир Ильич Ленин использовал для тайнописи сок лимона или молоко. Для проявления письма в этих случаях достаточно подержать бумагу несколько минут над огнём.
Русские революционеры писали молоком секретные сведения между строк обычных писем. Правда, эта уловка была достаточно хорошо известна сотрудникам тюрем, поэтому большого успеха такая переписка не имела.
Химическими чернилами пользовались немецкие шпионы. В 1915 году из Англии в Норвегию шпионом было отправлено письмо, в которое он вложил важный документ. На первый взгляд, это была нотная тетрадь. Между строчек нотной тетради немецкий агент сделал надписи с помощью симпатических чернил. Британская контрразведка смогла проявить эту тайнопись, что привело к разоблачению германского шпиона. В состав чернил входил калий, текст стал видимым после обработки бумаги солями железа.
Сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных денег.
В ходе работы мы узнали, что невидимые чернила были известны людям ещё в древности, что они широко применялись для тайной переписки, что существует много рецептов невидимых чернил.
Виды проявляющихся симпатических чернил
В зависимости от характера взаимодействия веществ, проявляющиеся симпатические чернила можно разделить на такие виды:
-
химические;
-
фоточувствительные;
-
люминесцентные;
-
термочувствительные;
-
влагочувствительные.
В ходе работы мы выяснили, в чем различие этих видов симпатических чернил.
Химические чернила
В состав химических чернил входят бесцветные или слабо окрашенные вещества, которые способны реагировать с другими веществами, образуя ярко окрашенные продукты. Раствор «чернил» наносится на бумагу и высушивается при комнатной температуре. Полученное скрытое изображение проявляется раствором другого вещества (проявитель) при помощи пульверизатора или ватного тампона. Иногда проявитель представляет собой газообразное вещество.
Фоточувствительные чернила
Фоточувствительными называются чернила, способные проявляться или исчезать под действием света.
Первая группа таких чернил содержит бесцветные или слабоокрашенные вещества, которые разлагаются при освещении видимым светом. Продукты разложения таких веществ окрашены или образуют окрашенные соединения в результате взаимодействия с другими компонентами чернил.
Ко второй группе относятся чернила, «исчезающие» при освещении и снова проявляющиеся в темноте.
Фоточувствительные чернила наносят на бумагу и высушивают на воздухе. Надпись проявляют или удаляют, освещая ее ярким солнечным светом.
Люминесцентные чернила
Эта группа чернил содержит бесцветные либо слабо окрашенные вещества, способные к люминесценции под действием ультрафиолетового излучения. Для проявления таких чернил надпись освещают ультрафиолетовой лампой. После прекращения действия ультрафиолета надпись исчезает. Люминесцентные чернила активно используются полицией и спецслужбами, а также студентами – во время контрольных или экзаменов.
Влагочувствительные чернила
Невидимые надписи или изображения, сделанные влагочувствительными чернилами, проявляются водой или водяным паром. Такие чернила делятся на две группы:
Просвечивающие чернила. Надписи, сделанные ими, после высыхания на бумаге совершенно незаметны, но проявляются, если подержать её в воде в течение 2 – 3 минут. Участки бумаги, пропитанные этими чернилами, становятся под действием воды полупрозрачными. При высыхании бумаги надпись исчезает, но вновь появляется при погружении в воду.
Клеящие чернила. Изображения или надписи, сделанные ими, проявляются водяным паром с последующей обработкой порошком пигмента. Для проявления бумагу с невидимой надписью держат над водяным паром (100°С) в течение 5 секунд, не допуская образования на ней капелек воды. Затем, держа бумагу вертикально, посыпают её очень мелким порошком какого-нибудь окрашенного вещества. Избыток порошка удаляют стряхиванием. Участки бумаги, пропитанные указанными чернилами, после обработки паром становятся липкими и за счёт этого удерживают частицы пигмента – надпись «проявляется». В качестве таких чернил можно использовать водные растворы сахарозы, глюкозы, нагретые растворы желатина, растворов столярного клея (1–3 %) и других клеящих веществ.
Термочувствительные чернила
В состав термочувствительных симпатических чернил входят бесцветные или слабо окрашенные вещества, которые переходят в окрашенные соединения при нагревании. Во многих случаях окраска появляется в результате взаимодействия компонентов чернил с бумагой. Чернила наносятся на бумагу и высушиваются при комнатной температуре. Сделанные ими надписи и рисунки незаметны. Они проявляются при нагревании до 120–180°С, например, если бумагу прогладить горячим утюгом, подержать ее над пламенем или сильно нагретой электроплиткой.
В зависимости от характера химического воздействия на бумагу при проявлении скрытого изображения, термочувствительные чернила можно разделить на 3 группы:
Дегидратирующие чернила. Это − разбавленные водные растворы серной или фосфорной кислоты, гидросульфата натрия. При нагревании указанные вещества обезвоживаются. В результате бумага обугливается и появляется надпись, окрашивается в цвета от светло-коричневого до черного.
Окисляющие чернила. В их состав входят вещества, способные при нагревании окислять материал бумаги и восстанавливаться с образованием окрашенных соединений.
Нейтральные чернила. К таким чернилам относятся, например, соки лимона, репчатого лука, яблок, а также молоко и сыворотка крови. Органические вещества, входящие в их состав при нагревании разлагаются с образованием продуктов, окрашенных в цвета от жёлтого до светло-коричневого.
Таким образом, мы узнали, что проще всего в домашних условиях изготовить и использовать термочувствительные чернила нейтральной группы.
|
