和大家分享我的科学发现

---杜诗颜

Judy
创建于2024-08-19
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研究起因

     在一次“科学部落格启航活动”中听到关于植物染的小论文,对小作者文中提到的植物染色非常好奇。看到部落格发布的比赛信息,我选择“跟我一起做”这个版块里的 ----我是小小染色匠,开始仔细研读她的文章,之后开始准备材料,自己动手实验。

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实验一:自然界的植物是否都能染色?

(一)、实验材料和器材

材料:栀子、火龙果皮、火龙果肉、石榴皮、无花果皮、洋葱皮、菠菜。

器材:不锈钢锅、榨汁机、过滤网、量杯若干、刀、砧板、筷子、镊子、剪刀、棉布若干。


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(二)、实验步骤

1、将各种蔬菜水果洗净切碎

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2、除火龙果肉外,其他材料切碎后放不锈钢锅里煮10分钟

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火龙果肉挖出放榨汁机直接榨成果泥

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3、用过滤网过滤出残渣提取各个植物染液,分别倒入量杯,染液容积量一样


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4、将棉布染色

把同一容积量的染液倒入不锈钢锅,放入棉布,煮沸,不停的用筷子搅拌棉布,保证均匀染色,时长5分钟(从倒入染液开始计时)

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火龙果肉因为榨成果泥,所以煮的时候,时长短一点,3分钟

果泥比较稠

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5、从锅中取出染布,清水漂洗,不掉色后去晾干

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漂洗后,晾干前,棉布色泽

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晾晒中

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晾干后,棉布色泽

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(三)、实验结论:

这几种植物通过煮都能萃取染液,把棉布放入萃取的染液中,充分地浸染煮沸,棉布染色成功。(此种染布方式叫同媒染)

   由此可以得出自然界中的植物都自带染色剂。

也验证了《我是小小染色匠》一文里作者提到的:

   植物染的特点是万物皆可染,而且使用的材料和种类也非常丰富。


(四)、思考与讨论:

1、通过将火龙果皮和肉分开萃取染液的过程得出,火龙果肉着色率高,说明每个植物的肉和皮的特性都不一样,同样容积量的材料染出布料的着色率都不一样。

2、实验中的植物萃取染布着色晒干后都比晒干前淡很多,是因为染液在晾晒中产生了氧化反应,从而导致颜色变浅,如何延缓氧化反应,保持晒前鲜亮的颜色,就需要借助媒染剂了。


(五)、植物印染的原理:

植物印染是一种使用植物素材来给织物或纤维着色的技术。通过提取植物中的颜色素,将其溶解或悬浮在染液中,然后纤维在染液中浸泡,使颜色素与纤维结合,从而实现染色的目的。

实验二:媒染剂对染料颜色的影响

(一)、实验材料和器材

材料:栀子40g、棉麻白胚布5块、明矾、绿矾、黄矾、紫矾各1.5g

器材:不锈钢容器、过滤网、量杯、镊子、电子秤、一次性手套、筷子

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(二)、实验步骤:

1、称取栀子40g,将其切小块

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2、加入600ml冷水,锅中放入栀子

3、煮沸后,中火再煮1小时

4、期间分别各将30ml温水(50摄氏度左右)倒入各1.5g的明矾、绿矾、黄矾、紫矾中,将其化开备用

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5、将过滤后的栀子液各30g分别倒入以上四种溶液里,充分搅拌均匀

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6、再把棉布分别浸泡在五种不同的溶液里,充分浸染

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7、取出棉布观察棉布染后的颜色

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晾干后棉布颜色

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用同媒染的方法结果显示,黄矾染后颜色变浅很多,那换一种方法染一下,颜色有什么变化?

   接下去我们采用前媒染与直接原液染做个对比:

前媒染--先把布料浸泡在媒染剂溶液里,后用色素液染色。

1、栀子原液30ml

黄矾:水=1.5g:30ml

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黄矾充分溶解后,将棉布浸泡在溶液里

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将浸泡黄矾溶液后的棉布夹出放入栀子原液里

栀子原液里又出现棉絮状,附着在棉布上

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2、将棉布直接浸泡在栀子原液里(30ml)

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2、浸泡后棉布夹出

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将前媒染的棉布和直接原液浸泡的棉布从杯子里夹出冲洗,未晾晒前

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晒干后

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把同媒染和前媒染两种方法染色棉布进行比较,前媒染后的棉布颜色较深。

 说明后期染布用黄矾,选择前媒染会更合适。

(三)、实验结论: 

1、栀子里含有一种叫栀子黄的色素,不用媒染剂也可以染色,色泽浓郁,成鲜艳的黄色。

2、同一染材不同媒染剂,固出来的颜色是不一样的。

栀子原液加入明矾后的固色比原色更鲜,加入黄矾后的固色成了米黄,加入紫矾后的固色变暗。

3、染色方法不一样,染出后棉布颜色也不一样。

(四)讨论思考:

栀子液里加入明矾和紫矾还是成液体状,加入绿矾和紫矾杯子里的液体有了不同的变化,是什么原因?

栀子液里加入绿矾呈现以下现象,杂质微粒

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栀子液里加入黄矾呈现以下现象,液体凝固成紫色棉絮状

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一起来探讨吧

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针对上述情况,分别做了以下实验:

(一)、保持媒染剂兑水的比率不变(1:20),栀子原液容量不变,把媒染剂兑完水的量分次倒入同等容量的原液

<一>、实验材料和器材

    材料:栀子40g、棉麻白胚布、绿矾、黄矾、各1.5g

    器材:不锈钢容器、过滤网、量杯、镊子、电子秤、一次性手套、筷子

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<二>实验步骤

1、称取栀子40g,将其切小块,装入网袋

2、加入600ml冷水,锅中放入栀子

3、煮沸,出色后过滤

4、期间分别各将30ml温水(50摄氏度左右)倒入各1.5g的绿矾、黄矾、将其化开备用

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5、讲溶解后的黄矾和绿矾分次3份,依次的量为5ml、10ml、20ml

过滤后的栀子原液分装成6份,每份30ml

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6、分别将30ml的栀子原液倒入绿矾中,观察溶液变化

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7、之前实验里出现的小杂质没有了,

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这个结果说明之前实验里固色时原液的容量太少,导致媒染液(绿矾)没能完全溶解在栀子液里而沉淀成杂质,附着在棉布上。

8、分别将30ml栀子原液倒入黄矾中,观察溶液变化

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之前实验里出现溶液凝固成棉絮状附着在棉布上,这次凝固的更严重,类似紫菜

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这又是为什么呢?

查阅资料后,又进行了下面的实验

(二)改变黄矾兑水的比率

之前比率,黄矾:水=1g::20ml

现在比率,黄矾:水=1g:100ml

栀子原液30ml

把30ml原液分次倒入黄矾溶液里

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将栀子原液5ml倒入黄矾溶液中,变化

00:13

加入10ml栀子原液搅拌后呈现

杂质量变多

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加入20ml栀子原液搅拌后呈现

溶液颜色变深,杂质变大

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加入30ml栀子原液搅拌后,呈现

溶液颜色变黑,杂质变多

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以上现象说明:

a、栀子原液里的某种成分会和黄矾起反应,导致凝固

b、之前实验里出现的“棉絮状”是因为黄矾溶液量太少,不能溶解栀子里的某种成分而形成。

c、后期栀子原液里加入黄矾染布时,比率>黄矾:水=1:100

(五)媒染剂的作用:

1、促进染色能力:

媒染剂能够增强染料对织物的着色能力,使染料更牢固地附着在纤维上,从而获得更好的染色效果

2、发色和固色:媒染剂不仅有助于染料的发色,还能固定染料,防止染料在洗涤过程中脱落,从而使颜色更持久

3、改变颜色:使用不同的媒染剂可以产生不同的颜色变化。

实验三:紫甘蓝中加入媒染剂后的变化

(一)、实验材料和器材

    材料:紫甘蓝200g、棉麻白胚布7块、小苏打、白醋、明矾、绿矾、黄矾、紫钒各1.5g,

    器材:不锈钢容器、过滤网、量杯、镊子、电子秤、一次性手套、筷子

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(二)实验步骤:

1、将紫甘蓝洗净、切细,放入锅中

200g紫甘蓝,水600ml。

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2、然后开大火煮开,中火约40分钟,中途补加150ml水。 

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3、期间分别各将30ml温水(50摄氏度左右)倒入各1.5g的明矾、绿矾、黄矾、紫矾、小苏打中,将其化开备用

4、紫甘蓝充分煮透后,从锅中将其夹出,并过滤后倒入六种媒染剂溶液中

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5、再把棉布分别浸泡在七种不同的溶液里,充分浸染

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6、取出棉布观察颜色变化

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晾干后颜色

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(三)实验结果

       紫甘蓝染液中加入小苏打、白醋、明矾、绿矾、黄矾、紫矾颜色会发生变化。加入小苏打变成蓝绿色、白醋变桃红色、明矾变深紫、紫矾变玫红色,加入绿矾变深蓝色,加入黄矾变米黄色。


(四)分析与讨论:

通过以上实验得知:紫甘蓝中含有的色素在遇到不同的酸碱条件时,会呈现不同的颜色变化。

到底紫甘蓝中含有什么色素呢?查阅资料后得知,这种色素叫“花青素”,由于花青素的这一特性,使得紫甘蓝可以作为一种 酸碱指示剂,通过观察其颜色的变化,可以判断溶液的酸碱性。

遇到酸性物质会变成红色(例如白醋),碱性物质时会变成蓝色(小苏打),在中性条件下保持紫色。

所以,在染色前可以根据紫甘蓝这一特性结合我们需要的色彩来选择不同性质的媒染剂,以达到我们想要的颜色。

实验四:火龙果皮原液里加入媒染剂后的变化

(一)、实验材料和器材

    材料:火龙果一个、棉麻白胚布5块、明矾、绿矾、黄矾、紫钒各2g,

    器材:不锈钢容器、过滤网、量杯、镊子、电子秤、一次性手套、筷子

重复实验一的步骤,进行切、煮、过滤

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称取2g媒染剂,按照媒染剂:水=1:20的比率

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充分溶解搅拌后

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火龙果萃取原液

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分别将30ml火龙果原液加入上面4种媒染剂溶液后,棉布逐块放入充分浸泡

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3分钟后取出,漂洗不掉色后晾晒

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漂洗后,晾晒前

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晒干后

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以上结果显示:火龙果皮萃取原液染色后,不易上色,添加媒染剂后也不出色,

验证了《小小染色匠》作者里说的:火龙果,因颜色效果不耐久,只合适成为食物染料,却未必适合当织物染料。所以要进行植物染,就必须先了解植物特性。

五、作品展示:

1、紫甘蓝染色作品

白手帕、方巾

紫甘蓝液300ml,水30ml

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白色手帕胚布

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原液直接染色晒干后

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原液直接染色晒干后

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紫甘蓝液320ml,水60ml,紫矾3g,染色后呈现紫蓝色

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2、栀子染色作品

染色前饺子包

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白手帕

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晾晒中

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晾干后

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晾干后

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后续课题设想:

1、不同的染材在同一染液中呈现的颜色变化如何?(比如:棉、麻、纤维、涤纶在栀子溶液里呈现的颜色。)

2、同一媒染剂不同浓度对同一染液中同一染材的颜色变化影响如何?(比如分别用紫矾3g、5g、10g兑30ml的水,然后加入到300ml紫甘蓝溶液中,再放入同一材料的布料,染出的颜色有什么不同?)

3、栀子原液里的什么成分和黄矾起了反应?

实验感悟:

      1、这次植物染料的实验,从开始的茫然不懂,通过查阅资料后,明确了实验方向,在实际操作中思路越来越清晰,随着一个个实验结果的呈现,使我迷上了染色,激发了对染色的喜爱和热情。

     2、科学实验不仅要具备好奇心、有探索创新精神、还要有敢于实践的动手能力,不断挑战自我,探索未知领域,才会拓宽我们的视野和能力。


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—END—

杜诗颜口述

妈妈整理

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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