В работе автор доказывает, что возможно самостоятельно изготовить чернила из природных компонентов в домашних условиях по древнему рецепту.
Ключевые слова: чернила, природные ингредиенты, древние чернила, качество, эксперимент.
Вряд ли найдётся человек, который не пользовался бы чернилами и не знал, что это такое. Однако мало кто задумывается о химическом составе чернил или их истории. В наши дни чернила обычно производят на специальных химических заводах и фабриках. Стоит отметить, что этот процесс наносит серьёзный вред окружающей среде и здоровью человека. А ведь когда-то чернила изготавливали из натуральных природных компонентов.
История использования чернил насчитывает не менее семи тысяч лет, и за это время люди постоянно стремились сделать их более насыщенными и долговечными. К числу первых цивилизаций, которые начали использовать чернила для письма, относятся древние царства Египта и Китая. И китайские, и египетские чернила были в твёрдом виде, в форме брусков, и их нужно было растворять в воде перед применением. [4]
Древнеримский писатель Плиний Старший оставил после себя более десятка рецептов чернил. Он знал, как сделать чернила на основе железистых галлов. В основе этих чернил лежит интересный природный продукт — дубовые галлы, образования на листьях дуба, в которых развиваются личинки орехотворок. [4]
Бурый хлеб на завтрак у них,
Бурый хлеб на ужин у них,
А чернила для книг — из коры,
Тоже, значит буры.
А в подвале дымно, темно!
На огне коптятся котлы,
В них чернильный отвар. [1, с. 7]
В России железистые чернила часто делали на основе дубовой или ольховой коры или чернила, замешанные на воде, с сажей и камедью. [4]
Изобретатель книгопечатания Иоганн Гутенберг не только создал печатный станок, но и разработал чернила для него. Он определил характеристики необходимых чернил: они должны были быть достаточно плотными и вязкими, чтобы не растекаться по металлическим буквам. [4]
Процесс приготовления чернил выглядел примерно так: в металлический котёл наливали масло и нагревали его на огне до тех пор, пока оно не становилось липким. Затем в масло добавляли различные вещества, чтобы получить масляную основу. Пигмент готовили отдельно. Для получения чёрного цвета использовали сажу, жжёное дерево или кость, а для других цветов — минеральные и органические красители. [4]
Резеда даёт золотой,
Как закатное солнце, цвет.
Сок мареновый — он багрян.
А шпинатные листья дают
Луговой изумруд!
Или вайда — она ж синиль —
Пригодится для синих вод.
Крошка крокус! Ты мал, а вот —
Без пушистых рыльцев твоих
Не сияет небесный свод! [1, с. 11]
Самым популярным красным пигментом был кармин, который получали из кошенильного червеца. Синий цвет получали из красителя индиго из растительного сырья. Для получения сложных цветов смешивали разные красители. [3, с. 25]
В то время как технологии производства чернил для типографий активно развивались, для письма документов по-прежнему использовали чернила на основе железа или сажи. [6]
В XIX веке в сфере производства красителей произошла технологическая революция. Благодаря открытию вещества, полученного из каменного угля, химики смогли создавать красители, которые не уступали по яркости натуральным. Эти красители получили общее название анилиновых. В 1848 году был разработан способ получения анилина, который можно было использовать в промышленных масштабах. Они были недорогими, выпускались в широком цветовом диапазоне, легко стекали с пера и не вызывали его коррозии. Однако на бумаге они вели себя не лучшим образом: расплывались при увлажнении и быстро теряли цвет. Поэтому до середины XX века они конкурировали с традиционными железисто-галловыми. [4]
Разработчикам первых печатных машинок приходилось решать задачу нанесения краски на ленту. Покрытие должно было соответствовать ряду критериев:
— не осыпаться с ленты;
— легко переходить на бумагу;
— не делать ленту хрупкой и не разрушать её;
— быстро высыхать на бумаге. [4]
В качестве чёрного пигмента иногда использовали анилиновый краситель. Однако лучше всего подошли аналоги древнейшего чёрного пигмента — сажи. Для цветных красителей использовали как природные минеральные, так и анилиновые. В качестве основы обычно применяли масляную смесь. В её состав входили глицерин, растительные масла и иногда даже китовый жир. [4]
Современные краски же для оргтехники устроены гораздо сложнее, чем старые чернила. Они должны быть чёткими, быстро впитываться, не склеивать детали принтера и не портиться при хранении. [4]
Теперь подробнее рассмотрим основные ингредиенты древних чернил: дубовые галлы, вишнёвая камедь, железный купорос.
Галлы представляют собой патологические образования на органах растений, которые возникают в ответ на повреждение организмами, питающимися и развивающимися внутри этих образований. Примером может служить чернильный орешек, появляющийся на листьях дуба. Впервые научное описание галлов было дано древнегреческим учёным Гиппократом, который рассматривал их как особые плоды растений. В XVII веке итальянский учёный М. Мальпиги подробно описал несколько десятков видов галлов и систематизировал их. [9]
Когда растение получает повреждение, его иммунная система начинает активно образовывать ткани в повреждённом органе. Эти ткани защищают растение от проникновения чужеродных объектов. [10]
В результате нарушения обмена веществ в галлах накапливаются дубильные вещества. Возбудителями галлов обычно являются различные членистоногие, такие как жуки-долгоносики, клещи, тли и орехотворки. Самки орехотворок откладывают яйца в ткань листа дуба, а их личинки выделяют вещества, которые стимулируют разрастание растительных тканей, что приводит к образованию чернильного орешка. [11]
Самым известным применением галлов стало изготовление чернил. Галловые чернила использовались с древних времён и используются до сих пор. Для получения чернил из галлов добывали танин, который смешивали с сульфатом железа и камедью. К концу Средневековья галловые чернила почти полностью вытеснили использование туши на основе сажи. Они были проще в производстве, не засоряли пишущие принадлежности и, самое главное, почти не стирались с бумаги. Рецепты галловых чернил были известны всем грамотным людям, но сегодня их создание можно назвать настоящим искусством. [6]
Камедь — это природное вещество, которое получают из различных источников, таких как растения, деревья и микроорганизмы. Она используется в качестве загустителя и в различных промышленных процессах. Камедь представляет собой вязкую и клейкую жидкость, которая выделяется из трещин на коре ветвей и стволов деревьев. После выделения она быстро затвердевает и превращается в прозрачные или коричневые стекловидные сгустки. [7] Чаще всего камедь встречается на косточковых культурах, таких как сливы, вишни, черешни, абрикосы и персики. Камедь образуется на месте повреждений и вытекает из поражённых грибком частей дерева или из тех участков, которые были ослаблены неблагоприятными условиями окружающей среды. При рассмотрении под микроскопом можно увидеть мицелий гриба. [12]
В начале камедь имеет мягкую консистенцию и светлый цвет. На воздухе она темнеет и застывает, образуя массы различной формы и размера. Растворяется в воде, образуя вязкие и клейкие растворы. Камедь применяется в пищевой, бумажной, текстильной, фармацевтической, горнодобывающей промышленности. Одним из интересных применений камеди было использование её в производстве чернил. [7]
Сульфат железа — химическое вещество, представляющее собой соль серной кислоты и железа — железным купоросом. В природе сульфат железа имеет аналог — минерал, который называется мелантерит. Сульфат железа был открыт человечеством очень давно, способы его применения содержатся в древнегреческих текстах. Один из основных компонентов технологии в производстве чернил, окрашивания тканей и изделий из кожи. Ещё в пятнадцатом веке во Франции был разработан метод окрашивания кожи для книжных переплётов составом на основе сульфата железа и галловых орешков с содой. Использование железного купороса для приготовления чернил — едва ли не самый старинный метод получения растворов для нанесения изображений на бумагу. [8]
В приведённых ниже таблицах я подробно описываю этапы наблюдения за природными компонентами, сбор необходимых материалов, процесс изготовления чернил и проверка их качества:
Таблица 1
|
6 апреля | ||||
|
|
Были выбраны три дуба для исследования, расположенные в разных частях города. Выбор основывался на наблюдениях прошлым летом за состоянием листьев деревьев, где наблюдались признаки заражения болезнью/вредителем. В таблицу включены фото дуба, на котором в итоге были сформированы галы. | |||
|
10 апреля | ||||
|
|
Начало созревания почек. Развитие почки дуба начинается весной. Почки состоят из конуса и 3–6 чешуек. | |||
|
21 апреля | ||||
|
|
С наступлением весны сок начинает подниматься от корней по стволу к веткам. Почки набухают и лопаются под напором сока. Из почек показываются светлые кончики листочков и распускаются молодые листики. | |||
|
24 апреля | ||||
|
|
Листья быстро увеличиваются в размерах, разворачиваются и принимают характерную для них форму. | |||
|
28 апреля | ||||
|
|
Скорость роста молодых листьев на этом этапе очень высока. Если замерить, то за сутки лист может увеличиться в длину на 10–15 мм. Распускающиеся листья очень нежные и уязвимы для заморозков. Листья доросли до 4 см. | |||
|
30 апреля | ||||
|
|
Листья распустились до конца и достигли нормального размера. В это время самка орехотворки обычно прокалывает жилку листа дуба и откладывает туда яйца. Пока не обнаружено возможных мест созревания галлов. | |||
|
12 мая | ||||
|
|
Найдены первые образования на листьях. В месте прокола жилки листа, куда было отложено яйцо вылупляются личинки, которые выделяют специальные вещества, стимулирующие разрастание растительной ткани вокруг личинки. На этом этапе раздутые части листа мягкие и наполнены воздухом. | |||
|
20 мая | ||||
|
|
Образования на листьях становятся плотнее и заметнее деформируют листья. | |||
|
25 мая | ||||
|
|
Уплотнения увеличиваются в размере и немного меняют цвет. Становится заметно место изначального прокола, через который насекомое отложило яйцо. Внутри растущего галла личинка, которая развивается за счёт питания тканями чернильного орешка. | |||
|
08 июня | ||||
|
|
Галлы стали очень плотными, меняют цвет за счёт поедания личинкой внутренней части образования. Возможно, из-за очень дождливой и прохладной погоды, в размере они заметно не увеличиваются. | |||
|
23 июля | ||||
|
|
Расти галлы перестали, часть из них уже начали высыхать, так как личинка в них живёт примерно месяц и потом покидает убежище, после чего галл начинает высыхать. Было принято решение собрать зелёные и сухие галлы, на этом этапе попробовать приготовить чернила из собранного материала. | |||
Итак, для приготовления чернил из дубовых орешков (галлов) понадобилось несколько основных ингредиентов: галлы, уксус, железный купорос и вишнёвая камедь. Было решено уксус приготовить в домашних условиях из яблок.
Таблица 2
|
|
Все необходимые ингредиенты для уксуса — это яблоки, сахар и вода. [5] | ||
|
|
1 кг яблок нужно промыть и нарезать на небольшие кусочки вместе с ножками и семенами, но обязательно убрав испорченные части. [5] | ||
|
|
Засыпать в яблоки 100 г. сахара. [5] | ||
|
|
Затем яблоки с сахаром нужно залить горячей водой, так чтобы вода оказалась на 3–4 см выше уровня яблок. [5] | ||
|
|
Затем нужно закрыть чашу марлей и поставить в тёплое место. Яблоки на данном этапе всплывут. Нужно каждый день открывать и перемешивать массу. Уксус будет готов, когда яблоки опустятся на дно. Время зависит от температуры, 1–2 недели. [5] | ||
Следующим этапом была подготовка дубовых орешков:
Таблица 3
|
|
Для эксперимента были выбраны небольшие баночки с пробками, галлы зелёные и уже высохшие, чтобы сравнить, из каких чернила получатся более насыщенными. |
|
|
Галлы нужно нарезать на мелкие кусочки. Зелёные и сухие орешки распределяем в две разные баночки. |
|
|
В каждую баночку добавляется уксус. В разных источниках указываются разные пропорции. Было решено к одной части орешков добавить две части уксуса. |
|
|
Для приготовления чернил был выбран холодный способ, то есть настаивание орешков в уксусе в течении 7–10 дней. |
Пока галлы настаиваются в уксусе, было необходимо найти ещё один природный компонент, входящий в состав чернил, выполняющий функцию загустителя.
Таблица 4
|
|
Вишнёвая камедь была найдена на молодых деревьях во дворе дома. Понадобилась помощь, чтобы её собрать — часть камеди была очень твёрдая. | |
|
|
Собранную камедь нужно растворить в горячей воде. Для этого потребовалось некоторое время. | |
|
|
Чтобы удостовериться, что это камедь, можно рассмотреть её под микроскопом: хорошо заметны нити мицелия грибов, что характерно для камеди. | |
|
|
Настоявшиеся галлы немного окрасили уксус в коричневый цвет, но тёмно-серый цвет проявится только после реакции с железным купоросом. | |
|
|
Результат добавления железного купороса — проявляется цвет. | |
|
|
Чтобы уменьшить количество крупных частиц, полученный раствор фильтруется через марлю. | |
|
|
Следующий этап — добавление растворённой камеди для загустения раствора. Нужно тщательно перемешать. | |
|
|
Чернила готовы к использованию. Следующим этапом будет проверка качества чернил и сравнение с чернилами, произведёнными в заводских условиях. | |
Качество чернил определяется по трём характеристикам
— Размер частиц красителя. Влияет на проникание чернил в бумагу.
— Чистота. Характеризует количество посторонних включений, пыли в жидкости, что влияет на равномерность нанесения чернил на бумагу.
— Качество красящих веществ. Показатель насыщенности и устойчивости цветов, светостойкость. [13]
Нужно заметить, что чернила, приготовленные из зелёных и сухих галлов, между собой не различаются, поэтому проверить и сравнить с заводскими чернилами можно было любой из полученных образцов.
|
|
|
|
|
Рис. 1
В первую очередь были проверены чистота чернил и размер частиц в растворе, для этого образцы были рассмотрены под микроскопом:
|
|
|
Рис. 2
Слева чернила, приготовленные в домашних условиях, в отличие от заводских, в них заметны более крупные и неоднородные частицы, так же присутствуют загрязнения в виде частиц, попавших в чернила из камеди. По этим показателям чернила по древнему рецепту уступают современным.
Далее было проверено качество нанесения чернил на бумагу, также контроль был проведён под микроскопом:
|
|
|
Рис. 3
Несмотря на то, что на первом этапе проверки домашние чернила значительно проигрывали заводским, при нанесении на бумагу плотность покрытия бумаги чернилами отличается совсем незначительно, при этом визуально разницы на листе бумаги не видно:
|
|
|
Рис. 4
Так как чернила были проверены на современной бумаге, было решено, так же проверить возможности чернил на аналоге древнего папируса:
|
|
|
Рис. 5
Результат этого теста оказался очень интересным, несмотря на явные преимущества по предыдущим параметрам, на аналоге древней бумаги современные чернила повели себя менее качественно, растеклись и плохо легли на поверхность листа.
Возможно, стоит обращать внимание на том, что у всего есть своё время, но при этом не стоит забывать о прошлом, даже имея под рукой огромное количество современных технологий. Чернила приготовленные в домашних условия достойно выдержали проверку в соревновании с заводскими.
В процессе работы я осознала, что с древних времён и до наших дней люди неустанно развивались, благодаря прогрессу. С увеличением количества информации, которую человечество стремилось сохранить для будущих поколений, был пройден долгий путь от самых простых чернил, состоящих из сажи и воды, до высокотехнологичных современных.
Изучая литературу по этой теме, я пришла к выводу, что на каждом этапе развития чернил люди искали всё новые способы улучшить их качество и увеличить количество. Однако особое внимание заслуживают первые рецепты чернил, которые стали предками всех современных. Их огромным преимуществом было то, что они изготавливались из природных материалов. Несмотря на отсутствие современных химических веществ, они были стойкими и качественными, что подтверждают древние летописи и писания, дожившие до наших дней.
Изучив материал и проведя практическую работу, я убедилась, что моя гипотеза верна — чернила можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. При этом качество таких чернил мало отличается от тех, что произведены на заводе и обладают всеми современными преимуществами.
В своей работе я сравнила не только то, что чернила по древнему рецепту не уступают современным, но и то, что у каждого материала есть своё определённое время в истории. В результате эксперимента стало ясно, что современные чернила не справляются с бумагой, на которой писали в древности.
Никогда не стоит забывать об истории вещей, ведь они являются предками всех современных достижений, которые часто обладают неоспоримыми преимуществами, такими как экологичность и красота традиций.
Литература:
- С.-М. Миллен. Как Феофан изобрел цветные чернила [Текст]. — Москва: Издательский дом Мещерякова, 2019.
- Б. Д. Степин, Л. Ю. Аликберова. Книга по химии для домашнего чтения [Текст]. — Москва: Химия, 1994.
- Лаврова С. Энциклопедия Тайн и загадок. Загадки и тайны обычных вещей [Текст]. — Москва: Белый город, 2001.
- История чернил: от древности до наших дней. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://dzen.ru/a/YjSdc97EU0sOIgZa
- Рецепт домашнего яблочного уксуса. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://dzen.ru/a/YMd09x4B3kmgcg7u
- А. Г. Гудков. Чернильная палитра: как и из чего делали чернила в Средние века. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://russianclassicalschool.ru/bibl/kalligrafiya-i-chistopisanie/item/1711-chernilnaya-palitra-kak-i-iz-chego-delali-chernila-v-srednie-veka.html
- Камедь — что это такое? Вишнёвая смола как загуститель для самодельных чернил. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://rutube.ru/video/6b233e49b6c21ae36c20d3a9896e36a9/?ysclid=m2vytz73cy78083605
- Использование сульфата железа с давних времён и сегодня, особенности применения, интересные факты и полезные советы. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.nuemoe.ru/sulfat-jeleza-190
- Субботник в Эдеме — история развития физиологии растений. Часть II. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://habr.com/ru/articles/587686/
- Иммунитет растений. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://studylib.ru/doc/2287259/immunitet-rastenij
- Галлы — кто или что это? [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://vk.com/wall-89260800_3471
- Камедетечение у косточковых, причины. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://dzen.ru/a/Y3II2T-dXyG-m_fk?ysclid=m2w3n7t13f748557823
- Какие чернила лучше для Epson, Canon и HP. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://mnogochernil.ru/news/kakie_chernila_luchshe
