Как изготовить чернила в домашних условиях

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………… 3 - 4

1. 1.1. Актуальность темы исследования
2. 1.2. Цель и задачи работы  
3. 1.3. Методы исследования

1. Основная часть……………………………………………………… 5 - 9

2.1. История стеганографии и способов тайнописи

2.2. Виды симпатических чернил

2.3. Использование невидимых чернил в современности

3. Практическая часть…………………………………………………………10 - 13

             3.1. Приготовление невидимых чернил из лимона.

             3.2. Приготовление невидимых чернил из лука.

             3.3. Приготовление невидимых чернил из молока.

             3.4. Приготовление невидимых чернил из соды.

             3.5. Приготовление невидимых чернил из рисового отвара.

             3.6. Приготовление невидимых чернил из раствора медного купороса.

             3.7. Приготовление влагочувствительных чернил.

4.  Техника безопасности…………………………………………………….      16    

5. Заключение………...………………………………………………………..17 - 18

6. Список литературы………………………………………………………….    19

7. Приложения………………………………………………………………….    21

Введение

1. Актуальность темы исследования

Мобильные телефоны стали частью нашей жизни, как  телевизоры или компьютеры. Знакомство детей с сотовым телефоном всё чаще происходит в раннем детстве.

Лично у меня сотовый телефон появился в первом классе школы. Самый первый телефон мне подарили родители. В первую очередь, телефон приобретался как средство постоянной связи со мной вне дома. Когда я подрос, мой телефон стал более функциональным. Я  могу писать не только сообщения, но и пользоваться электронной почтой в интернете.

Но всё, что отправлено с помощью телефона и интернета, становится открытым, публичным. Этот факт в современном мире – настоящее «бедствие» для многих людей.

Поэтому  люди пытаются скрыть ту или иную информацию от других. По мере развития цивилизации информации становится всё больше, а необходимость её скрывать всё важнее и труднее. Я заинтересовался тем, как написать письмо так, чтобы его смог прочесть только тот, кому оно адресовано?

Впервые о «невидимых чернилах» я узнал из мультфильма «Фиксики» и мне стало интересно: что такое «невидимые чернила» и можно ли их изготовить в домашних условиях без специальной техники и устройств? Вот было бы здорово узнать секреты этих чернил, и научиться ими пользоваться!

1.2. Цель и задачи исследовательской работы

Гипотеза: мы предполагаем, что написание тайных писем интересно и  в современное время, т.к. невидимые чернила существуют и их можно приготовить в домашних условиях.

Цель нашей работы: приготовление невидимых чернил в домашних условиях и написание ими невидимых слов.

Задачи:

1. Найти информацию по интересующей теме в дополнительной справочной литературе, изучить историю происхождения чернил.
2. Расширить знания о свойствах разных веществ.
3. Изготовить  симпатические чернила в домашних условиях.
4. Популяризировать знания о тайнописи среди одноклассников, составив рекомендации по изготовлению невидимых чернил.

Предмет исследования: вещества, исчезающие при нанесении на бумагу и проявляющиеся на ней при определенных условиях.

Объект исследования: невидимые чернила.

1.3. Методы исследования

1. Анализ литературы

2. Эксперимент

3. Наблюдение

4. Статистический (обработка полученных данных)

1. Основная часть

1. История стеганографии и способов тайнописи

Из дополнительных источников я узнал, что с распространением письменности у людей появилась потребность в обмене письмами и сообщениями, что, в свою очередь, вызвало необходимость создания способа сокрытия содержимого письменных сообщений от посторонних. Известно два основных способа засекречивания информации – стеганография и криптография. Стеганография – это сокрытие самого факта передачи информации. Криптография – сокрытие смысла передаваемой информации.

Развитию тайнописи способствовали войны. Письменные приказы и донесения обязательно шифровались, чтобы пленение курьеров не позволило противнику получить важную информацию.

Защита данных с помощью шифрования – одно из возможных решений проблемы безопасности. Зашифрованные данные становятся доступными только тем, кто знает, как их расшифровать, и поэтому похищение зашифрованных данных абсолютно бессмысленно для несанкционированных пользователей.

Одним из наиболее распространенных методов стеганографии является использование симпатических (невидимых) чернил. Симпатические (невидимые) чернила - это чернила, записи которых являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определенных условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.).

Сам термин «симпатические» впервые был введен французским химиком Лемери в 1675 году. Он дал это имя водному раствору «свинцового сахара». Так называлась уксусно-свинцовая соль, что в те времена в значительных количествах употреблялась при окрашивании и ситцепечатании. Чернила проявлялись нагреванием или же обработкой сероводородом. Так почему же известный ученый невидимые чернила назвал симпатическими?

По первой версии, слово «симпатический»  в переводе с греческого языка обозначает – чувственный, восприимчивый к влиянию. Так как невидимые чернила становятся видимыми только при определённых условиях, поэтому они и получили такое название.

Но существует и другое предположение. Термин «симпатический» возник от слова «симпатия». В 18 веке французы под симпатией понимали естественное соответствие вещей друг другу. Причем это соответствие они находили в самых неожиданных и нелепых свойствах. Например, они считали, что магнит и железо соответствуют ("симпатизируют") друг другу, потому и притягиваются. Или янтарь соответствует соломе, потому что они одного цвета.

Одним из наиболее распространенных методов стеганографии является использование симпатических (невидимых) чернил. Симпатические (невидимые) чернила - это чернила, записи которых являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определенных условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.).

В античные времена люди делали чернила из… каракатиц. У каракатиц и их двоюродных братьев осьминогов есть особый чернильный мешок, из которого животные в минуту опасности выпускают «чернильную бомбу» - для маскировки. На основе этих чернильных мешочков и научились готовить чернила для письма.

В период средневековья рецептами простых симпатических чернил широко пользовались для дипломатической переписки. Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги.                                                             

Китайский император использовал для своих тайных надписей невидимые чернила из рисового отвара, который после высыхания не оставлял никаких видимых следов. Но если такое письмо слегка смочить раствором йода, то появляются синие буквы.
         В детстве маленького Ленина дети прозвали  «Волшебник». Он макал чистое гусиное перо в молоко и писал им на листке белой бумаги. Молоку давал высохнуть, после чего от букв не оставалось и следа. Затем Ильич нагревал бумагу над стеклом лампы, и на ней отчетливо проступало написанное. Через двадцать лет в питерской тюрьме Ленин снова вспоминал детство. Он разламывал буханку черного хлеба, лепил из мякиша чернильницы, собирал в них белую жидкость и писал ею между строк в книгах. Когда надзиратель созывал начальство поглазеть на причуды немецкого шпиона, Ленин засовывал чернильницу в рот.

История чернил хранит много интересного. Еще в прошлом веке великий изобретатель Эдисон придумал чернила для слепых. Стоило написать ими текст и немного подождать, как бумага в тех местах, где были начертаны буквы, твердела и поднималась, образуя рельеф.

2. Виды симпатических чернил

        Все симпатические чернила можно разделить на проявляющиеся и исчезающие. Проявляющиеся чернила не оставляют следа на бумаге после их высыхания. Надписи или изображения, сделанные такими чернилами, становятся видимыми (проявляются) только при создании специальных условий. 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 чистый лист бумаги. Это исчезающие чернила.

В зависимости от характера взаимодействия веществ, все невидимые чернила можно разделить на следующие виды.

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. К этой 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  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 и школьниками – во время контрольных или экзаменов. Эта группа чернил относится уже к нашему времени.

Термочувствительные чернила

В состав термочувствительных симпатических чернил входят 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.

Влагочувствительные чернила

Невидимые надписи или изображения, сделанные влагочувствительными  чернилами,  проявляются  водой  или  водяным паром.

Еще один способ классификации определяется природой чернил, основу которых могут составлять:

1) кровь и выделения тела (пот, слюна, моча);

2) пищевые растворы и соки фруктов, овощей и растений;

3) химические препараты (кислоты, основания и соли);

4) разнообразные вещества, включая мыльные растворы и клейкое вещество растений.

2.3. Использование невидимых чернил в современности

В состав современных симпатических чернил могут входить как в чистом виде, так и в виде составных частей практически любые вещества — кровь, слюна, соки растений, мыльные растворы, кислоты, основания, соли, соль, сахар, крахмал и т.д. Это зависит только от фантазии и профессионализма химика. Хотя не стоят на месте и те специалисты, которые занимаются способами проявления внешне невидимых записей.

Применение симпатических чернил в наше время развивается в нескольких направлениях.

Одно из них и наиболее известное – использование люминесцентных чернил в полиции при маркировке денег для поимки преступников на взятке. Этот метод применяется и до сих пор.

Также люминесцентные элементы присутствуют в банкнотах, с помощью ультрафиолетовой лампы проверяется подлинность купюр.

А в Японии изготовили чернила, которые исчезают с бумаги через два дня. Ими удобно пользоваться, работая с книгой, когда нужно делать пометки и подчеркивания. Такие ручки уже выложены в продажу  и даже выпускаются российскими фирмами. Очень здорово было бы использовать такие ручки в школе, для решение столбиком на полях, и решение учителю видно, и тетрадь потом опрятная.

   Невидимые чернила даже используют в сфере струйной печати. К ним относятся:  - симпатические чернила, которые проявляются под действием ультрафиолета;

 -исчезающие чернила, которые обесцвечиваются при нагревании;

 - флуоресцентные чернила, которые светятся в темноте;

- серебряные чернила, проводящие электрические импульсы;

-  текстильные чернила, которые превосходно печатают на ткани;

- латексные, в состав которых входят полимеры из искусственного латекса.

За этими видами чернил  стоит будущее струйной печати.  Некоторые из этих видов уже имеются в продаже. Эти чернила проявляются при нагреве, обработке реактивами.

Таким образом, свойства симпатических чернил не забыты, они используются в современном мире, открывая перспективы для стеганографии и экономии бумаги.

2. Практическая часть

          Как сделать исчезающие чернила в домашних условия? Для некоторых из них нужны химические вещества, которых у меня нет. Но оказалось, что для приготовления невидимых и исчезающих чернил есть несколько доступных способов, которые легко можно применить дома.

       Я решил попробовать. Вот несколько рецептов, с помощью которых каждый ребенок сможет приготовить исчезающие чернила.

2. 1. Приготовление невидимых чернил из лимона

Для исследования нам понадобились: лимон, стаканчик, кисточка, бумага. Выдавим сок из лимона в стакан, добавим такое же количество воды. Обмакнем кисточку в раствор лимонного сока и воды и напишем что-нибудь на бумаге. После того, как надпись сделана, ей надо дать высохнуть. Чтобы проявить надпись, надо нагреть листок бумаги, например,  прогладить горячим утюгом. Лимонная кислота темнеет при воздействии температуры и таким образом, мои чернила  становятся видимыми. Лимонный сок приятно пахнет, не заметен при

высыхании, но долго сохнет, проявляется слабо желто-коричневым оттенком букв.

.

Вывод: Надпись лимонным раствором слабо видна на белой бумаге, поэтому это идеальный вариант для тайнописи. При нагревании проступают слабо выраженные буквы, что не совсем хорошо. Запах лимона практически не чувствуется.

3.2. Приготовление невидимых чернил из лука

Для эксперимента нам понадобится то же самое, что и для предыдущего. Возьмем половину луковицы, натрем ее на мелкой терке и выдавим через кусочек марли сок в стаканчик.  Нанесем сок лука с помощью кисти на бумагу, подождем высыхания. При высыхании сок лука немного заметен на бумаге, и имеет не очень приятный запах,  что делает эти чернила несовершенными. Будем проявлять тем же способом – нагреванием. Сок лука темнеет при воздействии тепла,  и чернила становятся видимыми, приобретают коричневый оттенок.

Вывод: симпатические чернила из лука не идеальны, из-за сильного запаха.

3.3.Приготовление невидимых чернил из молока

Налить в стаканчик молоко. Обмакнуть кисточку в молоко и написать ей на листке белой бумаги. Дать молоку высохнуть. От  букв не останется ни следа, ни запаха. Затем нагреть бумагу над свечой, и на ней проступит написанное, так как молоко при нагревании изменит цвет. Молоко действительно изменило цвет, но цвет надписи оказался неоднородным, а свечой пользоваться не очень удобно и небезопасно потому, что постоянно боишься, что листок может загореться, гораздо удобнее пользоваться утюгом. Но эксперимент позволил доказать, что надпись проявляется от воздействия любого тепла.

Вывод: молоко идеально подходит для тайнописи, на бумаге следов не остается совсем, недаром Ленин и его соратники использовали этот метод.

3.4.Приготовление невидимых чернил из соды

Необходимо приготовить насыщенный раствор обыкновенной питьевой соды в воде. Эти чернила могут очень долго храниться, не портясь. В этом их преимущество перед способом письма молоком или соками лимона и лука. Для удобства письма этими чернилами лучше всего заправить авторучку. Но я воспользовался, как и в предыдущих рецептах кисточкой. Сразу же за кистью вода испаряется, и на листе бумаги вроде бы ничего нет. Проявляется тайное письмо тоже очень просто: воздействием тепла. При нагревании утюгом проступает темно-коричневый текст. Причем, этот текст оказался самым ярким и однородным из всех предыдущих. Эти невидимые чернила оказались лучшими!

Вывод: Данные симпатические чернила отличаются большим сроком хранения, отсутствует запах, лучше всех проявляется при нагревании надпись. Легко готовятся, долго хранятся, высыхают быстрее, цвет более яркий.

3.5.Приготовление невидимых чернил из рисового отвара

         Вначале приготовим рисовый отвар. Пишем кисточкой на белую бумагу,  после высыхания не осталось никаких видимых следов. Письмо намазали спиртовым раствором йода и у нас появились буквы. Но вся бумага стала тёмно коричневого цвета и читать было неудобно. Тогда мы сделали слабый спиртовой раствор йода и намазали с другой стороны, увидели , что буквы тоже проявились.  Можно упростить вариант этих чернил  и взять насыщенный раствор крахмала в воде. Я воспользовался, как и в предыдущих рецептах кисточкой. Для прочтения надписи, бумагу следует обработать слабым раствором йода. Как известно, под воздействием йода крахмал становится синим.

Вывод: надпись рисовым отваром хорошо видна на белой бумаге, поэтому это идеальный вариант для тайнописи. Рис содержит крахмал, а крахмал - выдаёт себя полностью при наличии йода. Достаточно отчётливо проступают буквы. Запах отвара практически не чувствуется. Легко готовятся, но недолго хранятся, высыхают быстро, цвет синий и  более яркий.

3.6. Приготовление невидимых чернил с раствором медного купороса

Мы приготовили насыщенный раствор медного купороса. Кисточкой нанесли рисунок на лист пористой бумаги, высушили на воздухе и проявили изображение 10% раствором аммиака (нашатырный спирт). Изображение на бумаге мгновенно приобрело ярко-синюю окраску.

Вывод: надпись медным купоросом хорошо видна на бумаге, поэтому это идеальный вариант для тайнописи. Достаточно отчётливо проступают буквы, цвет их ярко-синий. Запах нашатырного спирта, конечно, очень неприятный. Поэтому для тайнописи они не идеальны.

3.7. Приготовление влагочувствительных чернил

Очень интересным для меня оказался метод получения влагочувствительных чернил. Для их получения мы приготовили раствор Видемана. Для этого смешали льняное масло, 25% раствор аммиака и воды в объёмном соотношении 1:20:100. Мы интенсивно перемешали смесь до получения гомогенной системы. Кисточкой нанесли надпись на лист пористой бумаги, высушили бумагу на воздухе. Затем опустили бумагу в воду. Сразу же на листе бумаги появились прозрачные узоры.

Вывод: надпись хорошо видна на бумаге, поэтому это идеальный вариант для тайнописи. Достаточно отчётливо проступают буквы. Запах нашатырного спирта, конечно, очень неприятный. Очень долго готовятся. Поэтому для тайнописи они не идеальны.

Таким образом, мы провели исследование симпатических чернил, сделали соответствующие выводы, на основе которых составим обобщающую таблицу.

Вывод. Самыми подходящими самодельными невидимыми чернилами можно считать чернила из соды или крахмала. Их можно даже заправлять в авторучку, так как они не портятся. И эти чернила проявляются ярче и однороднее других невидимых чернил, которые я получил и исследовал. Таким образом, невидимые чернила из соды и крахмала - самые лучшие в нашем эксперименте. 

3. Техника безопасности

Писать и читать шпионские письма можно, только строго соблюдая технику безопасности!!!

1. Если вы не хотите проглаживать утюгом письмо с проявляющимися от тепла буквами, а с загадочным видом водите им над пламенем свечи, следите, чтобы бумага не вспыхнула у вас в руках. Ну и, конечно, не забудьте выключить утюг!

 2. Растворы медного купороса и нашатырного спирта ядовиты, их не следует пить, даже если надо немедленно уничтожить все улики!

5. Заключение

Познание секретов тайнописи – увлекательный процесс.  Мы решили все поставленные перед нами задачи:

- узнали, что такое невидимые чернила;

- изучили историю возникновения невидимых чернил;

- узнали о видах невидимых чернил и способах их получения;

-выяснили, что проще всего в домашних условиях изготовить термочувствительные чернила;

- создали «волшебные» симпатические чернила из легкодоступных в домашнем обиходе веществ.

Итак, мы добились той цели, которую ставили перед собой в начале исследования.
Мы полностью подтвердили выдвинутую нами гипотезу о том, что изготовить невидимые чернила можно самостоятельно в домашних условиях из легкодоступных в домашнем обиходе веществ. Причем, с этим справится даже ребенок, поскольку мне 10 лет, и я легко с этим справился.

Не все виды симпатических (невидимых) чернил можно получить в домашних условиях, в основном только теплочувствительные чернила.  Так как их легко проявить в домашних условиях воздействием тепла. Симпатические чернила, для которых нужны химические вещества или химические проявители, можно получить только в специальной химической лаборатории.

Проявлять невидимые записи в домашних условиях можно с помощью, свечи, лампы, утюга, но наиболее удобный и безопасный способ -  это с помощью утюга.

В ходе эксперимента установлено, что самыми подходящими самодельными невидимыми чернилами можно считать чернила из соды или крахмала. Их можно даже заправлять в авторучку, так как они не портятся. И эти чернила проявляются ярче и однороднее других невидимых чернил, которые я получил и исследовал. Таким образом, невидимые чернила из соды и крахмала - самые лучшие в нашем эксперименте. 

На основании проведенных наблюдений мы сделали вывод, что для чернил, изготовленных из разных веществ нужны разные способы их проявления. В процессе проведения эксперимента мы обращались к различным источникам информации: книгам, пособиям, но в основном к Интернету. В данной работе невозможно описать все способы приготовления симпатических чернил. Нам удалось провести эксперименты только с веществами, которые легко можно найти в доме.  Нами найдено много рецептов, для использования которых необходимы химические препараты, которых у нас не было. Но мы точно знаем, что продолжим опыты по созданию новых видов симпатических чернил.

Проводить эксперимент – это очень интересно и увлекательно. 
Своими знаниями о невидимых чернилах планирую поделиться с друзьями и вести с ними тайную переписку. Ведь это будет так интересно для нас и непонятно для окружающих! 

В ходе работы мы убедились, что эксперимент – это очень интересно и увлекательно. Результатами своего исследования я поделился с одноклассниками и очень надеюсь, что это их вдохновит на собственные эксперименты. Предлагаем и вам воспользоваться нашими рецептами невидимых чернил для тайной переписки.

Мы планируем продолжить работу над темой «Чернила - невидимки». Современный мир развивается. Теперь всё больше используется компьютерная стеганография. Возможно, именно эта тема станет предметом моего будущего исследования.

6. Список литературы

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.

          Другие источники информации:

www.alhimik.ru

http://ru.wikipedia.org

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

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