Ändring i färg. Förändringar i blomfärg: evolution eller skapelse i aktion? Färgförändringar

Praktiskt arbete nr 2

Ämne:

Mål:

Utrustning

Reagenser:

Framsteg

Övning 1. .

Uppgift 2

Uppgift 3. pH-miljö. Ange resultatet som erhållits i tabell nr 1. Tillsätt några droppar av indikatorn, lackmus, till det andra provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - metylorange - i det tredje provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - fenolftalein - i det fjärde provröret. Hur ändrades färgen? Ange uppgifterna i tabell nr 2.

Praktiskt arbete nr 2

Ämne: Förändringar i färgen på indikatorerna beroende på miljön.

Mål: Identifiera hur färgen på indikatorerna ändras i neutrala, alkaliska och sura miljöer.

Utrustning: ställ med provrör, trattar.

Reagenser: destillerat vatten, alkalilösning - kalciumhydroxid, sur lösning - saltsyra, indikatorer: lackmus, metylorange, fenolftalein, lackmuspapper.

Framsteg

Övning 1. Rita tabell nr 1 i din anteckningsbok "Förändringar i pH i olika lösningar", tabell nr 2"Förändringar i indikatorernas färg beroende på miljön."

Uppgift 2. Ta 4 provrör och tillsätt 2-3 ml destillerat vatten till dessa provrör. Placera lackmuspapper i det första provröret och bestäm pH-miljö. Ange resultatet som erhållits i tabell nr 1. Tillsätt några droppar av indikatorn, lackmus, till det andra provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - metylorange - i det tredje provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - fenolftalein - i det fjärde provröret. Hur ändrades färgen? Ange uppgifterna i tabell nr 2.

Uppgift 3. Ta 4 provrör och tillsätt 2-3 ml alkalilösning till dessa provrör. Placera lackmuspapper i det första provröret och bestäm

Uppgift 4. pH-miljö. Ange resultatet som erhållits i tabell nr 1. Tillsätt några droppar av indikatorn, lackmus, till det andra provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - metylorange - i det tredje provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - fenolftalein - i det fjärde provröret. Hur ändrades färgen? Ange uppgifterna i tabell nr 2

Tabell nr 1

Ämne

Vad är mediets pH?

Destillerat vatten

Alkalilösning

Sur lösning

Tabell nr 2

Indikatornamn

Färg på vattenindikatorn

(i en neutral miljö)

Lackmus

Metylorange

Fenolftalein

Uppgift 5.

Uppgift 4. Ta 4 provrör och tillsätt 2-3 ml syralösning till dessa provrör. Placera lackmuspapper i det första provröret och bestäm pH-miljö. Ange resultatet som erhållits i tabell nr 1. Tillsätt några droppar av indikatorn, lackmus, till det andra provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - metylorange - i det tredje provröret. Hur ändrades färgen? Ange data i tabell nr 2. Tillsätt några droppar av indikatorn - fenolftalein - i det fjärde provröret. Hur ändrades färgen? Ange uppgifterna i tabell nr 2

Tabell nr 1

Ändring av mediets pH i olika lösningar

Ämne

Vad är mediets pH?

Destillerat vatten

Alkalilösning

Sur lösning

Tabell nr 2

Ändringar i indikatorfärg beroende på miljön

Indikatornamn

Färg på vattenindikatorn

(i en neutral miljö)

Färg på indikatorn i en alkalisk lösning (i ett alkaliskt medium)

Färg på indikatorn i sur lösning (i surt medium)

Lackmus

Metylorange

Fenolftalein

Uppgift 5. Rita en sammanfattning. Notera i slutsatsen hur miljöns pH förändras i olika lösningar? Hur ändras färgen på indikatorerna beroende på miljön?

Människor och alla djur (insekter, invånare i haven och oceanerna, även de enklaste mikroorganismerna) har syn av olika grader av upplösning, och i många fall färgseende.

Som ett resultat av interaktionen av ljusstrålar av en viss längd (380–700 nm), motsvarande den synliga delen av solspektrumet, med transparenta och ogenomskinliga föremål som innehåller oorganiska och organiska ämnen med en viss kemisk struktur (färgämnen och pigment) eller föremål med en strikt organiserad struktur av nanopartiklar (strukturell färgning) selektiv absorption av strålar av en viss våglängd inträffar och följaktligen reflekteras de återstående (mindre absorberade) strålarna (ogenomskinligt föremål) eller transmitteras (transparent föremål). Dessa strålar kommer in i ögat på ett djur med färgseende, till biosensorer och orsakar en kemisk impuls som motsvarar energin i mängden ljusstrålar som träffar näthinnan och överförs av nervsystemet till en viss del av hjärnan som är ansvarig för synen. uppfattning, och där bildas en känsla av en färgbild av den omgivande världen.

För att var och en av oss ska se världen som vacker i all dess mångfald av färger, är en kombination av vissa fysiska, kemiska, biokemiska och fysiologiska förhållanden som uppfylls på vår planet nödvändig. Eller kanske på några andra?

• Närvaron i solspektrumet av strålar (synlig del av spektrumet) som når jordens yta med en våglängd på 380–700 nm. Inte alla strålar i solspektrumet når jordens yta. Så ozonskiktet absorberar hård (hög energi som dödar levande organismer) ultraviolett strålning (< 290 нм), благодаря чему на планете Земля существует жизнь.
• Naturen, och sedan människan, skapade många ämnen och material, tack vare deras kemiska struktur och fysiska struktur, som kan selektivt absorbera strålar från den synliga delen av spektrumet. Vi kallar sådana ämnen och material för färgade och färgade.
• Evolutionen (många miljoner år) av levande materia har försett levande varelser med biosensorer ("biospektrofotometrar") - syn, som selektivt kan reagera på mängder av synliga strålar, ett nervsystem och hjärnstruktur (högre djur), förvandlar fotoimpulser till biokemiska sådana, som skapar en färgbild i vår hjärna.

Traditionellt har man under lång tid (många tusen år) imiterat naturen (på dagtid är nästan allt färgat, färgat, alla regnbågens färger), lärt sig att producera färgade och färgade material och lyckats på många sätt. I mitten av förra seklet (1854) syntetiserade William Perkin, en 3:e årsstudent vid King's College (England, London), det första syntetiska färgämnet - mauvais. Detta markerade början på bildandet av anilinfärgämnesindustrin (den första industriella revolutionen). Innan detta, i många tusen år, använde människor naturliga färgade ämnen (färgämnen, pigment).

Men i naturen utför färgämnen och pigment inte bara en mycket viktig och mångsidig funktion för att färga naturliga föremål, utan också ett antal andra uppgifter: skydd mot skadliga mikroorganismer (i växter), omvandling av ljusenergi till biokemisk energi (klorofyll, rhodopsin) ), etc.

Kromfärgämnen och färgämnen (färgämnen, pigment, nanostrukturer)

Återigen bör det betonas att det finns två mekanismer för utseendet av färg:

1. På grund av närvaron i substratet av färgade (färgämnen, pigment) ämnen av en viss kemisk struktur;
2. På grund av den fysiska strukturen hos ordnade nanolager, nanohoneycombs, nanopartiklar (molekyler, supramolekyler, kristaller, flytande kristaller), på vilka fenomenen interferens, diffraktion, multipel reflektion, refraktion, etc. förekommer.

För färgningen av den första och andra mekanismen för dess bildning kan krom observeras. Vad är krom, som en vanlig person möter ganska ofta, och en färgkemist möter inte bara ständigt detta fenomen, utan tvingas också att bekämpa det, eller i alla fall är skyldigt att ta hänsyn till det, och ännu bättre, använda det ( detta återstår att diskutera).

Chromia- Det här reversibel förändring i färg (färg, nyans, intensitet) under påverkan av vissa yttre fysikaliska, kemiska och fysikalisk-kemiska impulser.

Chromia ska inte förväxlas med irreversibla förändringar när förstörelse av det färgade systemet inträffar. Dessa irreversibla färgförändringar bedöms som färgstabilitet för olika faktorer.

Följande typer av krom särskiljs beroende på vilken faktor eller impuls som orsakar en reversibel färgförändring: foto-, termo-, kemo-, solvato-, mekano-, elektro-, magnetokromi.

Fotokromi(reversibel förändring i färg eller ljustransmission) - under påverkan av elektromagnetisk strålning, inklusive naturliga (solljus) eller artificiella strålningskällor. Färgkemister stöter på detta negativa fenomen när de använder färgämnen med hög tendens till fotokromi. Produkter gjorda av material målade med sådana färgämnen under påverkan av ljus solljusändrar märkbart sin färgnyans, men den är vändbar, och i mörker (i en garderob, på natten) återgår färgen till sin ursprungliga färg. Detta fenomen är dock hysteretiskt och efter ett visst antal cykler tappar färgen sin intensitet (fotodestruktion). Som regel har färgämnen som är benägna för fotokromi inte tillräckligt hög ljusäkthet.

Färgämnenas tendens till fotokromi bedöms enligt ISO-standarden.

Termokromi– en reversibel förändring i färg (färg, nyans) när ett målat föremål värms upp. Vi observerar detta fenomen i vardagen när vi stryker färgade textilier; Termokromia är särskilt uttalad om produkterna fuktas före strykning. Genom särskild tid Efter kylning återgår färgen till sin ursprungliga färg. Varje färgämne har olika tendens till termokromi; på tyger gjorda av syntetiska fibrer är det mer uttalat.

Kemokromi– reversibel färgförändring under inverkan av kemiska reagenser (förändring i pH, verkan av oxidationsmedel och reduktionsmedel).

Vilken kemist använde inte färgreaktioner av indikatorfärgämnen för att bestämma pH i ett medium? Alla indikatorfärgämnen är kemokromer.

Tekniken för färgning med karpigment (vanligen kallade färgämnen) är baserad på reversibla redoxprocesser: först omvandlingen av ett olösligt färgat pigment till en svagare färgad leukoform med hjälp av reduktionsmedel i ett alkaliskt medium, och sedan igen till ett färgat pigment genom att oxidation.

Solvatokromi– reversibel färgförändring vid byte av lösningsmedel (polär till opolär och vice versa).

Mekanokromi– reversibel förändring i färg (färg) vid deformationsbelastningar på det målade materialet.

Elektrokromi och magnetokromi– reversibel färgändring vid överföring olika typer ström och handling magnetiskt fält på ett målat föremål.

Allmänna mekanismer för kromia

Alla dessa typer av krom har en gemensam mekanism, men specifika egenskaper förknippade med naturen (fysik, kemi, fysikalisk kemi) av själva impulsen är också uppenbara.

Som sagts tidigare, färgning, färg med alla andra nödvändiga förutsättningar(vi har redan pratat om dem) kommer kemisk strukturämnen eller fysisk nanostruktur som gör att ett ämne, föremål, material färgas och färgas. När det gäller färgning, vars bildande involverar färgade ämnen (färgämnen, pigment), måste molekylerna av dessa ämnen ha en specifik struktur som är ansvarig för den selektiva absorptionen av strålar från den synliga delen av spektrumet. När det gäller organiska färgämnen och pigment kallas den del av deras molekyl som bestämmer denna egenskap en kromofor. Enligt teorin om färg, kromoforen organiskt material– detta är en struktur med ett ganska utökat system av konjugerade dubbelbindningar (konjugation).

Ju längre kedjan av konjugationer är, desto djupare är färgen på ämnen byggda av sådana molekyler.

Det konjugerade bindningssystemet kännetecknas av en viss densitet av π- och d-elektroner och som ett resultat, när det interagerar med solljusstrålar (dess synliga del), kan ämnet selektivt absorbera några av dem.

Följaktligen är fenomenet kromism nödvändigtvis associerat med den reversibla bildningen eller förändringen av kromoforstrukturen. Om färgning beror på närvaron av en strikt organiserad nanostruktur (strukturell färgning), är kromism förknippad med den reversibla organisationen eller desorganisationen av denna struktur under påverkan av externa impulser. Under påverkan av yttre faktorer behöver en reversibel kemisk modifiering av molekylen inte nödvändigtvis ske, men mycket ofta är detta förknippat med rumslig isomerism (till exempel cis-trans-isomerism av azofärgämnen), en övergång från en amorf till en kristallint tillstånd (krukor vid tvålstadiet med kokande ytaktiva lösningar), etc.

Detaljerna för mekanismen för kromi, beroende på arten och typen av impulser som orsakar den, kommer att beskrivas när man överväger varje typ av krom.

Fotokromi

Den mest studerade typen av kromi. Fotofysiska och fotokemiska omvandlingar av färgämnen blev föremål för studier av framstående fysiker och kemister under de senaste hundra åren, så snart grunden för fysikaliska och kemiska idéer om världen började bildas (I. Newton, A. Einstein, N. Vavilov N. Terenin, etc.).

Fotokromi, som en del av en bredare vetenskaplig och praktisk riktning - fotonik, ligger till grund för egenskaperna hos många naturliga och konstgjorda fenomen och material.

Så rhodopsin– ett naturligt visuellt pigment (kromoprotein), ett högkromiskt fotoaktivt ämne som finns i retinala stavar hos däggdjur och människor. Det är i huvudsak en visuell fotosensor. Om dess fotoaktivitet var irreversibel, skulle den inte kunna utföra denna funktion. Utvecklingen av levande natur skapade och valde detta ämne för effektiv syn redan i början. inledande skede evolution (~ 2,8 miljarder år sedan). Detta färgämne, rhodopsin, finns i arkaiska (ursprungliga), primitiva bakterier Halobacterium haloium, som omvandlar ljusenergi till biokemisk energi.

Mekanismen för rhodopsin fotokromi involverar mycket komplexa biokemiska transformationer.

I fallet med fotokromi under övergången från en färglös förening till en färgad, kan övergångsdiagrammet representeras enligt följande:

Figur 1. På absorptionsspektra kommer den reversibla övergången att reflekteras i formen av kurvorna A och B.

Färglöst ämne A absorberar intensivt ljus i nära UV (~ 300 nm), övergår i ett fotoexciterat tillstånd, vars energi spenderas på fotokemiska omvandlingar av ämne A till ämne B med en kromofor som absorberar i den synliga delen av spektrumet. Den omvända omvandlingen kan ske i mörker eller vid uppvärmning. Återgången till det ursprungliga tillståndet sker antingen spontant (på grund av värmetillförseln) eller under påverkan av ljus (hυ2). När man flyttar från förening A till B förändras dess elektrondensitet och molekyl B får förmågan att absorbera fotoner med lägre energi, det vill säga absorbera strålar från den synliga delen av spektrumet. Från det fotoexciterade tillståndet kan molekyl B återgå till det färglösa tillståndet A. Som regel går framåtreaktion 1 mycket snabbare än omvänd reaktion 2.

Det är nödvändigt att skilja mellan de fysiska och kemiska mekanismerna för fotokromi. Fysisk fotokromi är baserad på övergången av en molekyl av ett ämne under en tid till ett fotoexciterat tillstånd, som har ett absorptionsspektrum som skiljer sig från det initiala tillståndet. Kemisk fotokromi är baserad på djupa intramolekylära omarrangemang under påverkan av ljus, som passerar genom stadierna av fotoexcitation.

Den kemiska fotokromin av färgade ämnen är baserad på följande omvandlingar orsakade av absorptionen av ljuskvanta av molekylen och dess övergång till ett fotoexciterat tillstånd:

• redoxreaktioner;
• tautomera prototropa transformationer;
• cis-trans-isomerism;
• omarrangemang av foton;
• fotolys kovalenta bindningar;
• fotodimerisering.

För närvarande är många fotokroma ämnen av oorganisk och organisk natur kända och studerade. Oorganiska fotokromer: metalloxider, föreningar av titan, koppar, kvicksilver, vissa mineraler, föreningar av övergångsmetaller.

Dessa intressanta fotokromer är tyvärr inte särskilt lämpade för fixering på textilmaterial på grund av bristen på affinitet för fibrer. Men de används framgångsrikt som sådana eller på substrat av olika karaktär.

Organiska fotokromer är mer lämpade för fixering på textilier (de har affinitet) och är mindre miljöskadliga.

Dessa är främst spiropyraner och deras derivat, spirooxaziner, diaryletaner, triarylmetanfärgämnen, stylener och kinoner. Låt oss ge ett exempel på fotoinitierade fotokroma transformationer av spiropyran, som den mest studerade fotokroma. Fotokromismen hos spiropyraner och deras derivat är baserad på reversibla reaktioner: brytningen av kovalenta bindningar i molekylen under påverkan av UV och deras återställande under påverkan av strålar av kvanta från den synliga delen av spektrumet eller på grund av uppvärmning. Figur 2 visar ett diagram över de fotokroma transformationerna av spiropyraner och deras derivat.

Som kan ses har den ursprungliga formen av spiropyran inte ett konjugerat dubbelbindningssystem och följaktligen är dessa föreningar färglösa. Fotoexcitation initierar klyvningen av den svaga spiro-(C-O)-bindningen, som ett resultat av vilket de nya två formerna (cis- och trans-) cyaninderivat får ett konjugerat system av dubbelbindningar och följaktligen färg.

Termokromi– reversibel färgförändring vid uppvärmning; När den svalnat återgår färgen till sin ursprungliga färg. Som i fallet med fotokromi är detta förknippat med reversibla förändringar i molekylens struktur och följaktligen med förändringar i absorptionsspektrum och färg.

Termokromer kan, som i fallet med fotokromer, vara oorganiska och organiska.

Bland de oorganiska termokromerna finns indium- och zinkoxider, komplex av krom- och aluminiumoxider, etc. Mekanismen för termokromia är en förändring i tillståndet för aggregation eller geometri av liganden i ett metallkomplex under inverkan av temperatur.

Oorganiska komplex är inte lämpliga för textilier, eftersom de kräver färgförändring höga temperaturer, där textilmaterialet förstörs termiskt.

Organiska termokromer kan reversibelt ändra färg genom två mekanismer: direkt eller sensibiliserad. Direkta mekanismer kräver vanligtvis relativt höga temperaturer (ej lämplig för textilier) vilket leder till bristning kemiska bindningar eller till molekylernas konformationer. Båda leder till utseende eller förändring av färg. Vid upphettning kan strukturella fasförändringar också inträffa, till exempel en övergång till ett flytande kristallint tillstånd och, som en konsekvens, uppkomsten av strukturell färg på grund av rent fysiska, optiska fenomen(interferens, refraktion, diffraktion, etc.).

Brytningen av kemiska bindningar, vilket leder till det reversibla utseendet av färg, som i fallet med fotokromi, är förknippat med bildandet av en kedja av konjugerade dubbelbindningar. Så här beter sig spiropyranderivat (60° – röd, 70° – blå).

Stereoisomerisering vid upphettning kräver relativt höga temperaturer (>100°C). När man stryker textilier baserade på syntetiska fibrer färgade med azofärgämnen, observerar konsumenten ofta en reversibel förändring i färgnyansen, som ett resultat av cis-trans-isomerism av azoföreningar.

En annan orsak till direkt termokromi kan vara isomerism associerad med övergången från en plan (samplan) form av en molekyl till en volymetrisk.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt termokromin av kristallina strukturer, en reversibel övergång till den flytande kristallina formen. Flytande kristaller: ett mellantillstånd av materia mellan fast kristallin och flytande; övergången däremellan sker vid en temperaturförändring. En viss grad av ordning av molekyler i flytande kristallint tillstånd gör att de uppvisar en strukturell färg som beror på temperaturen. Färgning i flytande kristallform beror på brytningsindexet, vilket i sin tur beror på detaljerna i denna struktur (orienteringen och tjockleken på lagren, avståndet mellan dem). Liknande beteende (strukturell färgning) demonstreras av vissa strukturer av levande och livlös natur: opaler, färgen på fjäderdräkten på fåglar, havsdjur, fjärilar, etc. Det är sant att detta inte alltid är en flytande kristallin form, men oftare fotoniska kristaller . Flytande kristallstrukturer ändrar färg i intervallet –30 – +120°C och är känsliga för mycket små temperaturförändringar (Δ 0,2°C), vilket gör dem potentiellt intressanta inom olika teknikområden.

Dessa var alla exempel på den direkta termokromiska mekanismen, som kräver höga temperaturer och därför inte har någon användning för textilier.

Mekanismen för indirekt (sensibiliserad) termokromiär att ämnen som inte har termokroma egenskaper kan utlösa andra ämnens krommekanism vid upphettning. Av intresse är system med negativ termokrom effekt, när färgen uppträder vid rumstemperatur eller lägre, och vid uppvärmning försvinner färgen reversibelt.

Detta termokroma system består av 3 komponenter:

1. Ett färgämne eller pigment som är känsligt för förändringar i pH (indikatorfärgämne), till exempel spiropyraner;
2. Vätedonatorer (svaga syror, fenoler);
3. Polärt, icke-flyktigt lösningsmedel för färgämnes- och vätedonator (kolväten, fettsyra amider, alkoholer).

I ett sådant 3-komponentsystem vid låga temperaturer är färgämnet och vätedonatorn i nära kontakt i fast tillstånd och färgen framträder. Vid uppvärmning smälter systemet, och interaktionen mellan huvudpartnerna försvinner tillsammans med färgen.

Elektrokromi uppstår på grund av tillförsel eller donation av elektroner av molekyler (redoxreaktioner). Initieringen av dessa reaktioner och utvecklingen av färg kan uppnås med en låg ström (bara några få volt, vanliga batterier klarar). Samtidigt, beroende på strömstyrkan, ändrar färgen färg och nyans (ett fynd för moderiktiga kläder - "kameleont").

Elektrokromer (måste givetvis vara ledande ledare): övergångsmetalloxider (iridium, rutenium, kobolt, volfram, magnesium, rodium), metallftalocyaniner, dipyridinföreningar, fullerener med tillsatta anjoner alkaliska metaller, elektriskt ledande polymerer med en konjugerad kedja av dubbelbindningar (polypyrrol, polyanilin, polytiofener, polyfuraner).

De huvudsakliga tillämpningsområdena för elektrokroma material är: moderiktiga kläder som ändrar färg; kamouflage, helt matchande färg miljö(morgon, eftermiddag, skymning, natt); enheter som mäter strömstyrkan efter färgintensitet.

Solvatokromi– reversibel färgförändring vid byte av lösningsmedlet (polärt till opolärt och vice versa). Mekanismen för solvatokromi är skillnaden i markens solvatiseringsenergi och exciterade tillstånd i olika lösningsmedel. Beroende på typen av lösningsmedel som ersätts, inträffar badokroma eller hypsokroma förskjutningar i absorptionsspektra och följaktligen en förändring i färgnyansen

De flesta solvatokromer är metallkomplexföreningar.

Mekanokromi– manifesterar sig i närvaro av deformationsbelastningar (tryck, spänning, friktion). Detta är tydligast i fallet med färgade polymerer, vars huvudkedja är en lång kedja av konjugerade dubbel-π-bindningar. För att de ska uppvisa mekanokromi krävs ofta den kombinerade verkan av mekaniska impulser, uppvärmning och förändringar i miljöns pH.

Till exempel har polydiacetylener, när de kyls utan mekaniska belastningar, en blå färg (λ ~ 640 nm), i ett stressat tillstånd vid 45 ° C, blir materialet indränkt i aceton rött (λ ~ 540 nm). Genom att kemiskt modifiera mekanokroma polymerer är det möjligt att ändra färgspektrat under mekaniska belastningar.

Genom att utföra ymppolymerisation av polydiacetylen med polyuretan erhålls en elastomer polymer, som kan användas inom olika områden för att bedöma mekanisk stress genom färgförändring, såväl som i fashionabla "stretch"-kläder gjorda av fibrer av denna struktur. På platser med böjningar (knä, armbågar, bäcken) kommer färgning att visas.

De mest slående exemplen på användningen av krom i praktiken för närvarande

Fotokromi. Koloristiska effekter: förändring eller utseende av färg när den bestrålas med UV-strålar: tyger, skor, smycken, kosmetika, leksaker, möbler; skydd av sedlar, dokument, märken, kamouflage, aktinometrar, dosimetrar, fönster, solglasögonlinser, fasader av glas och andra material, optiskt minne, fotoomkopplare, filter, stenografi.

Termokromi. Temperaturmätning (termometrar), indikatorförpackning av livsmedel, dokumentskydd, flytande kristaller termokroma system för att dekorera olika material, kosmetika, hudtemperaturmätning.

Chromia i moderiktiga kläder. Mikrokapslar med fotokroma färgämnen (spiropyranderivat) införs i tryckfärg och appliceras på tyget med hjälp av tryckteknik. När den belyses av solljus (innehåller nära UV ~ 350–400 nm), uppstår en reversibel färg (blå - mörkblå).

Det japanska företaget Tory Ind Inc har utvecklat en teknologi för tillverkning av termokroma tyger med hjälp av en mikroinkapslad blandning av 4 termokroma pigment. I temperaturområdet –40 – +80°С (termiskt känslighetssteg ~ 5°С) ändras färgen och täcker nästan hela färgspektrumet (64 nyanser). Denna teknik används för vintersportkläder, moderiktiga damkläder och för fönstergardiner.

En intressant teknik föreslås för att kombinera ledande garn färgat med termokroma färgämnen (inkorporering av metalltrådar). Att lägga på en svag ström gör att garnet värms upp och färgar det. Om tyg med ledande trådar trycks med termokroma färgämnen, kan du genom att ändra väven och strömstyrkan inte bara utveckla och ändra färgen, utan också skapa en mängd olika mönster. Mollusker är kapabla till en sådan förändring i mönster med hjälp av kromatoforer (organeller som innehåller mekanokroma pigment). Sådana tyger kan och används för kamouflage, färgen och mönstret ändras för att passa typen av omgivande område (öken, skog, åker) och tid på dygnet. Med denna princip tillverkas en flexibel display på textilbasis, som monteras på ytterkläder. När en låg ström appliceras på en sådan display (till exempel från ett batteri), kan animering visas.

Kläder gjorda av stretchfibrer (elastomerer) färgade med mekanokroma färgämnen ser väldigt imponerande ut. Klädställen med större töjbarhet (knän, armbågar, bäcken) har en annan färg än andra delar av kläderna.

Kromfärger gör det möjligt att tillverka kamouflagetextilier och kläder. Om textilier trycks med en blandning av konventionella textil- och fotokroma färgämnen, kan kamouflage uppnås under alla ljusförhållanden och miljöförhållanden.

Kameleontkamouflagetyger kan tillverkas genom att trycka med elektrokroma färgämnen. Genom att applicera en svag ström kan du uppnå fullständig sammansmältning av färg och mönster med omgivningen.

Problemet med att skydda sedlar, affärspapper och kampen mot förfalskade produkter löses framgångsrikt med hjälp av kromfärgämnen och -pigment och framför allt foto- och termokroma. Appliceringen av färglösa kromämnen på materialet gör att de kan detekteras under UV-belysning eller uppvärmning.

Ytterligare utsikter för användningen av kromfärgämnen (ämnen)

Tillsammans med användningen av krom (termo-, foto-, elektro-, mekaniska) färgämnen i skapandet av moderiktiga kläder och skor med intressanta färgeffekter, ökar deras användning för tekniska ändamål: optik, fotonik, datavetenskap, upptäckt av skadliga ämnen.

Vid användning av kromfärgämnen på textilier uppstår följande problem:

• högt pris;
• problem med att fixera och säkerställa den permanenta effekten under produktens driftsförhållanden (tvätt, kemtvätt, ljusbeständighet);
• begränsat antal färgreversibilitetscykler;
• giftighet.

Fördelen som attraherar fenomenet krom är förmågan att ge material och produkter speciella egenskaper (funktionalitet) som inte kan tillföras dem på något annat sätt.

1. A.N.Terenin. "Fotonik av färgämnesmolekyler och relaterade organiska föreningar" - Leningrad: Vetenskap, 1967. - 616 sid.
2. V.A.Barachevsky, G.I.Lashkov, V.A.Tsekhomsky. "Fotokronism och dess tillämpningar." Moskva, "Kemi", 1977 - 280 s.
3. H. Meier. Die Photochemie der organischen Farbstoffe; Springer. Verlag: Berlin-GBttingen-Heidelberg, 1964; sid. 471.
4. G.E. Krichevsky. Fotokemiska omvandlingar av färgämnen och ljusstabilisering av färgade material. – M.: Kemi, 1986. – 248 sid.
5. G.E. Krichevsky, J. Gombkete. Ljusäkthet av färgade textilier. M., Lätt industri, 1975 - 168 sid.
6. Yu.A. Ershov, G.E. Krichevsky, Advances in Chemistry, v. 43, 1974, 537 sid.
7. U.A. Ershov, G.E. Krichevsky. Text.Res.J., 1975, v.45, s.187–199.
8. G.E. Krichevsky. ZhVKhO uppkallad efter D.I. Mendeleev, 1976, v. 21, nr 1, sid. 72–82.
9. Fotokemi av färgade och pigmenterade polymerer / red. av N.S. Allen, J.F. McKellar. Applied Science Publishers Ltd, London, 1980, sid. 284.
10. G.E. Krichevsky. Kemisk teknik textilmaterial. T.2 (Färgläggning). M., Moscow State University, 2001, 540 s.
11. G.E. Krichevsky. Lexikon termer (textil och kemi). M., Moscow State University, 2005, 296 sid.
12. G.E. Krichevsky. Strukturell färgning. "Kemi och liv", 2010, nr 11, sid. 13–15.
13. G.E. Krichevsky. Mannen som skapade en färgstark morgondag. "Kemi och liv", 2007, sid. 44–47.
14. Forskningsmetoder inom textilkemi. Ed. G.E. Krichevsky. M.: Legprombytizdat, 1993 – 401 s.
15. G.E. Krichevsky. Kemisk, nano-, bioteknik vid tillverkning av fibrer, textilier och kläder. M., Moscow State University, 2011, 600 s., i tryck.

Brian Thomas, MSc*

Forskare från University of California, Santa Barbara undersökte genetiken bakom färgvariationen hos blommor, med exemplet Aquilegia, en vildblomma som är infödd i Nordamerika. Aquilegias förmåga att ändra färg från generation till generation kallas ett exempel på "adaptiv strålning", vilket betyder snabba förändringar i alla egenskaper hos en växt- eller djurart.

Adaptiv strålning är ett snabbt fenomen eftersom förändringen kan observeras fullt ut i många populationer av vilda arter. Sedan den makroevolutionära hypotesen evolutionär utveckling från enkel till komplex involverar långa tidsperioder, förändringarna till följd av adaptiv strålning sker relativt snabbt.

När det gäller aquilegia-blommor resulterar förändringen i färg i en förändring av pollinatorer (vissa nattfjärilar och kolibrier) som gynnar vissa blommor. Ett pressmeddelande från University of California, Santa Barbara kallar denna process "evolution in action." Men denna färgförändring har absolut ingenting att göra med den föreslagna mekanismen som styr storskalig evolution från amöba till människa. Är dessa nära besläktade, korsningsorganismer som utvecklas till något helt annat? Skapar fördelaktiga förändringar i DNA helt nya egenskaper? Åtminstone inte med aquilegia.

Färgen på aquilegiablomman ändras från blå till röd och sedan från vit till gul, och studieförfattarna " färgförändringen från rött till gult eller rött tros ha inträffat fem gånger i Nordamerika" Dessa studier indikerar att grunden för färgförändringar är förstörelse nyckelgener genom mutationer i DNA. Förlusten av en nyckelgen i processen för pigmentbildning leder till en "avvikelse" i det normala systemet. I de fall flera gener skadas av mutation är blommorna vita till färgen, eftersom de helt saknar pigment.

Forskare vid University of California, Santa Barbara har sammanställt en lista över specialiserade proteiner i den biokemiska vägen som producerar blompigment. Många av dessa, liksom andra ytterligare proteiner, måste vara närvarande och fullt fungerande för att pigmentbildning ska ske. Denna komplexa mekanism producerar en mycket specialiserad fotoreaktiv makromolekyl. Varken denna adaptiva strålningsstudie eller någon annan studie har ännu visat hur dessa typer av molekylära monteringslinjer kan bildas naturligt.

Forskare har upptäckt 34 olika gener som är involverade i bildandet av pigment som är ansvariga för olika nyanser av färger. Det finns alltså i detta system ett antal platser där förändringar i blomfärgen kan ske genom mutation – och detta sker inte genom att skapa nya gener, utan genom att förändra befintliga. För det här är förstörelse genetisk kod ledde till bildandet av en intressant genetisk förändring i färgen på blommor, för att storskalig evolution ska ske, nya funktionella gener och nya genetisk information. Vad vi faktiskt observerar i aquilegia är tvärtom. Förändringar i vissa egenskaper kan förekomma, men de blommor som bär dessa egenskaper var och förblir fortfarande aquilegia.

Många forskare, som de som är inblandade i denna studie, fäster ingen betydelse vid det destruktiva genetiska förändringar, som ligger till grund för förändringen i blomfärgen. Istället fokuserar de på hur förändrade färgnyanser påverkar olika typer av pollinatörer, vilket tyder på att blommor på något sätt förändras för att passa de fåglar och insekter som finns tillgängliga. Men även om olika pollinatörer kan överföra information om olika färger av vissa nyanser, bildar de inga nya strukturer. Faktum är att de indikerar den vitalitet som investerats i skapandet av Skaparen, som skapade flygande organismer med speciella delar av mundelarna, tack vare vilka de pollinerar dessa växter, och även försett deras visuella system med tillräcklig plasticitet så att de kunde känna igen de muterade och degenererade nyanser av blommor.

Länkar och anteckningar

Bestämma tidpunkten för skadan genom att ändra färgen på blåmärken / O.I. Boyko // Verk av rättsmedicinska experter i Ukraina; ed. prof. Yu.S. Sapozhnikova och prof. A.M. Hamburg. - Kiev: State Medical Publishing House of the Ukrainian SSR, 1958. - P.196-201.

Assistent O.I. BOYKO

(Institutionen för rättsmedicin, Kiev Medical Institute)

Att bestämma tidpunkten för skadan genom att ändra färgen på blåmärken / Boyko O.I. — 1958.

bibliografisk beskrivning:
Att bestämma tidpunkten för skadan genom att ändra färgen på blåmärken / Boyko O.I. — 1958.

html kod:
/ Boyko O.I. — 1958.

bädda in kod för forum:
Att bestämma tidpunkten för skadan genom att ändra färgen på blåmärken / Boyko O.I. — 1958.

wiki:
/ Boyko O.I. — 1958.

Traumatiska blåmärken, d.v.s. "utflöde av blod på grund av bristning av blodkärl vid platsen för skadan in i den underliggande vävnaden" (M.I. Raisky), är en av de vanligaste typerna av icke-dödliga skador.

Enligt våra uppgifter förekommer blåmärken hos 68-70 % av alla offer som besöker en rättsmedicinsk poliklinik.

Blåmärken kan vara runda ovala, långsträckta i form av ränder, rektangulära intermittenta, i form av ett nät, oregelbundna eller obestämda i form. De vanligaste blåmärkena är rund-ovala till formen, som enligt våra uppgifter observerades i 375 fall av 722; i 46 fall förmedlade blåmärken tydligt föremålets form. Lokaliseringen av blåmärken gör att vi kan bedöma platsen för slaget, och i vissa fall, tillsammans med deras storlek och form, och typen av våld. Närvaron av mycket karakteristiska små runda blåmärken - som fingeravtryck, till exempel på insidan av låren, runt munnen och näsan (när man försöker dämpa ett skrik), indikerar möjligheten av ett mordförsök eller faktumet av våldtäkt (om det finns spår av spermier i slidslemmet på kläder).

Blåmärken på framsidan och sidorna av halsen kan tyda på att ett försök gjordes att strypa med händerna.

Enligt våra uppgifter förekom blåmärken med angiven lokalisering i sju fall, varav i två fall var det försök till våldtäkt, i tre fall var det våldtäkt och i två fall försök till strypning för hand.

Storleken på blåmärkena varierar mycket. I de fall vi observerade varierade de från 0,2 × 0,5 cm till 15 × 22 cm. Storleken på blåmärkena beror vanligtvis på platsen och kalibern på det brustna kärlet.

På platser med mer utvecklad, lös vävnad tenderar blåmärken att spridas runt periferin och djupare.

Bland ett antal frågor som uppstår under undersökningen är den viktigaste och inte alltid lätta att lösa att bestämma tidpunkten för blåmärken.

Det är känt att utspillt blod tränger igenom vävnaden och koagulerar, så det finns alltid en blodpropp på platsen för blåmärket. Det syns vanligtvis genom huden och varierar i färg beroende på tid.

Förändringen i färgen på blåmärken har länge använts för att bestämma tidpunkten för skadan, men det finns fortfarande ingen tillräcklig klarhet i denna fråga.

Enligt Devergie, till exempel, visas blå färg på den tredje dagen, grön på den femte eller sjätte dagen, gul på den sjunde eller åttonde, och blåmärken försvinner på den 10-11:e dagen.

Enligt Dietrich blir stora blåmärken blå på tredje dagen, gröna på sjunde, gula på åttonde och försvinner på 14:e dagen.

Hoffman talar om förändringar i färgen på blåmärken, men ger inga kalenderdatum.

Enligt N.A. Obolonsky, under loppet av 30-40 timmar ökar blåmärkets intensitet, på den tredje dagen visas en grönaktig kant, som blir bredare. Slutligen sprider sig den grönaktiga färgen till hela fläcken, och gränsen får en gulaktig nyans, som med tiden sprider sig till hela blåmärkets yta. På den sjätte till åttonde dagen försvinner blåmärket.

Enligt N.V. Popov, blå färg visas efter en till tre dagar, tecken på grön färg visas på den tredje till sjätte dagen, på den 8-15:e dagen blir blåmärken gul och försvinner. A.I. Osipova-Raiskaya noterar att "det är omöjligt att schemalägga förändringen av färger under blomningen av blåmärken på dagen. Vi kan bara säga att: 1) under de första två dagarna är blåmärkena rödaktiga, lila-blå och lila; 2) från den tredje dagen kan en gulaktig eller grönaktig nyans ibland uppstå. På den femte dagen är denna färgning ännu vanligare. Ytterligare differentiering av färg över tid, om möjligt, är endast möjlig när man tar hänsyn till ett antal ytterligare faktorer” (vars inverkan fortfarande är lite känd, enligt författaren).

L.S. Sverdlov påpekar att i de flesta fall av blåmärken (86 %) övergår den initiala lila-röda färgen till grön från den fjärde till den sjunde dagen, gul från den tredje till den åttonde och från den sjätte till den tionde dagen, eller till en tricolor.

När vi studerade litteraturdata om blåmärken kunde vi konstatera att vissa författare ger ganska bestämda perioder för förändringar i färgen på blåmärken över tid, vilket ur vår synvinkel inte är helt sant.

Blåmärken kan inte betraktas som något isolerat från hela organismen, det är nödvändigt att ta hänsyn till dess allmänna tillstånd, reaktionen på resorptionsprocessen, som inte är densamma hos olika individer.

Baserat på behoven hos rättsmedicinsk praxis bestämde vi oss för att uppmärksamma denna fråga, och försökte hitta ett mönster i förändringen i färgen på blåmärken över tiden eller utesluta det.

Vi undersökte blåmärken inte bara på den rättsmedicinska polikliniken utan även på sjukhuset hos personer som tillsammans med blåmärken hade en allvarligare skada: frakturer på benen i nedre och övre extremiteterna, revben, bäckenben etc.

Totalt undersöktes 89 personer. Offren var personer i åldrarna sex till 76 år och under undersökningen fanns det mer än två gånger fler kvinnor än män på rättsmedicinska polikliniken och vice versa på sjukhuset.

Antalet blåmärken per offer varierade från ett till 14; oftast var det från fem till 10.

89 personer hade 722 blåmärken.

I de flesta fall genomfördes undersökningen varannan dag, tills blåmärkena helt försvann.

Huvuddelen av blåmärken uppstod på de övre och mellersta delarna av kroppen:

Blåmärkena vi undersökte var av följande färger: lila-blå, mörkröd, mörkblå, grön, gul och ibland brunbrun. Men oftast var det en blandad färg på blåmärket, i olika varianter av de angivna färgerna, förutom mörkröd.

Blåmärken med en mörkröd färg hittades i bindhinnan, iris och i slemhinnan i ögonlocken och läpparna.

Begränsade små mörkröda blödningar i bindhinnan och iris observerades i 19 fall, varav i 16 fall försvann blödningarna på den nionde dagen, i de återstående tre - på den 12-14:e dagen (offrens ålder var 55-57 år) år), ändrar inte sin ursprungliga färg förrän den försvinner helt.

Mer utbredda blödningar, observerade i 12 fall (offren var i åldrarna 12 till 63 år), försvann på 15-18:e dagen, minskade i storlek från periferin till centrum, utan att ändra sin färg tills de helt försvann, bara ibland en gulaktig färg observerades nyans på platsen för den tidigare blödningen.

Blåmärken i ögonlocksområdet observerades hos 69 offer i olika åldrar. Blåmärken orsakade av ett direkt slag mot ögonlocksområdet spred sig in i slemhinnan i ögonlocken, och i vissa fall i ögonens bindhinna. De sista på huden på ögonlocken ändrade sin färg med tiden; den ursprungliga färgen var oftast blålila, mer sällan mörkblå; på den tredje eller fjärde dagen uppträdde en grön rand längs periferin, som gradvis ökade i storlek, och i slutet av den fjärde eller femte dagen uppträdde en gul rand längs med kanterna, med undantag för slemhinnan i ögonlocken och bindhinnan, där blödningarna inte ändrade sin ursprungliga, mörkröda färg förrän de helt försvann. Dessa blåmärken försvann oftast på 12-14:e dagen.

I fyra fall, där det jämte blåmärken på ögonlocken förekommit frakturer på näsbenen med blödning i ögonlockens och bindhinnan slemhinna, skedde förändringen i samma ordning som i ovanstående fall; resorption inträffade mycket senare (den 20:e - 22:a dagen). I fall där blåmärken gick ner i den lösa vävnaden i ögonlocken från den andra delen av ansiktet, blödningar i slemhinnan i ögonlocken och bindhinnan inte observerades, var den initiala färgningen på ögonlockens hud oftast blålila, på den tredje eller fjärde dagen förvandlades det perifert till gult, förbi scenen med grön blomning och försvann sådana blåmärken lite snabbare - på den åttonde till tionde dagen (i 37 fall).

Blåmärken i huvudets mjuka vävnader, som ligger i hårbotten, inträffade i 28 fall; Det var ganska svårt att övervaka förändringen i deras färg, eftersom de i de flesta fall är dolda av hår. Av de 28 blåmärkena var 12 ganska uttalade (offren barndom och vuxna, med gles ljusbrunt hår) - i form av knölar utan att ändra färgen på hårbotten, färgning av huden uppträdde inte förrän blåmärkena helt försvann; de försvann på 10-12:e dagen.

I fem fall fick blåmärkena en blålila eller mörkblå färg; på den fjärde eller femte dagen uppträdde en smutsig grön färg längs periferin, som spred sig till hela blåmärket på den sjunde eller åttonde dagen; färgen blev mindre och mindre intensiv, blåmärkena försvann på dagen 12. 16:e dagen, ingen tydlig gul färg. I de återstående 11 fallen ändrades huden på platsen för svullnaden i färg, även om den senare var svår att upptäcka på grund av tjockt, långt mörkt hår.

I områden utan hår (hårdhet) undersökte vi sju blåmärken, alla var små i storlek (från 0,3 × 0,5 till 2 × 2,5 cm). Deras ursprungliga lila-blå färg blev gul på den tredje eller fjärde dagen och brunbrun på den sjunde eller åttonde dagen. Blåmärkena försvann på den åttonde till tionde dagen.

Vi undersökte 29 blåmärken i läppslemhinnan, i storlek från 1×1,5 cm till 5×6 cm, de flesta av dem hade en mörkröd färg, en liten del hade en blålila färg med en lila nyans. Blåmärkena försvann på den åttonde - tionde dagen, och i vissa fall på den 15:e dagen, utan att ändra färg tills de helt försvann.

Små ytliga blåmärken, i storlek från 0,5×1 till 1,5×2,5 cm, observerades hos 43 offer i olika åldrar; de var lokaliserade i kinder, bröst, hals, övre och nedre extremiteter. Som regel är den initiala färgen på blåmärkena i dessa fall mörkblå; på den tredje eller fjärde dagen fick de en gul färg, förbi det gröna blomningsstadiet och försvann på den sjätte eller sjunde dagen och lämnade en brunaktig brunaktig färg. färg i en till två dagar, särskilt väldefinierad på delar av kroppen som inte täcks av kläder.

Blåmärken som mätte från 2,5x3 till 4x5 cm i de fall vi observerade oftast på den tredje eller fjärde dagen ändrade färg från blålila eller mörkblå till grön med en blandning av mörkblått, och på den femte eller sjätte dagen till gul . Blåmärkena försvann den 9-10:e dagen.

Blåmärken som mätte mer än 4x5 cm och nådde 15x22 cm hade en blandad färg. Ju större blåmärke i storlek, desto mer uttalad var blandningen av alla färger, med undantag för mörkröd och brunaktigt-brunaktig.

Det är nödvändigt att notera det speciella med blåmärkena, vars storlekar varierade från 10 × 14 cm och 15 × 22 cm, den mörkblå eller blålila färgen varar nästan tills blåmärken helt försvinner, minskar i storlek från periferin till mitten, den gula och gröna färgen som omger den blå-lila, minskar också från periferin till mitten, efter den ursprungliga.

Två sista grupperna den ursprungliga färgen var oftast blålila, den tredje eller fjärde dagen blev den grön längs periferin, på den femte eller sjätte dagen blev den gul, men en mörkblå färg observerades i mitten.

Blåmärken i dessa storlekar varar cirka 15 till 22 dagar, och i vissa fall längre.

Flera blåmärken på samma person, orsakade samtidigt, ändrar färg på olika sätt, främst beroende på storleken.

När vi studerade blåmärken hos personer som hade allvarliga trauman noterade vi följande: förändringar i färgen på blåmärken inträffade i samma sekvens som hos en praktiskt taget frisk person, men i de flesta fall försenades varje steg av blomningen med två till tre dagar, detta var särskilt märkbar hos personer med trauma som direkt tillfogats huvudområdet. Processen för resorption av blåmärken och deras försvinnande försenades i fem till sex dagar eller mer, och ibland till och med mer än 20 dagar.

Vi observerade blåmärken i området med slutna frakturer i de övre och nedre extremiteterna i nio fall; Av dessa fanns i sex fall blåmärken kvar även efter avlägsnandet av gipsavgjutningen (det fanns två blåmärken med mörkblå färg hos offer i åldern 53 och 62 år och fyra med en blandad färg med övervägande mörkblått), i de återstående tre barndomsoffren, blåmärken efter Ingen gipsborttagning observerades.

Ovanstående forskningsdata avser blåmärken hos två grupper av människor: hos praktiskt taget friska personer och hos dem som tillsammans med blåmärken också hade en allvarligare skada.

Genom att jämföra dessa två grupper kan vi säga att blåmärken som observerats hos praktiskt taget friska individer försvinner snabbare än hos individer med allvarliga trauman.

Nedgången i resorptionen av blåmärken hos personer med allvarligt trauma kan förklaras i enlighet med lärorna från I.P. Pavlova om högre nervös aktivitet, depression av centralen nervsystem, som inträffar strax efter skadan, vilket minskar reaktiviteten hos hela organismen. Detta bevisar återigen riktigheten av slutsatserna att det inte finns några rent lokala skador.

När man bestämmer tidpunkten för skadan baserat på blåmärkets färg är det nödvändigt att utgå från faktumet om den levande organismens enhet och integritet.

Kommunal förvaltning läroanstalt gymnasieskola i byn FilippovoKirovo - Chepetsk-distriktet, Kirov-regionen

Forskningsrojekt

Förändring i bladfärg och lövfall av norsk lönn på hösten

Kompletterad av: Lyskova Vera,

4:e klass elev

MCOU gymnasieskola i byn Filippovo

Chef: Kozminykh N.V.,

lärare primärklasser

Filippovo

Projektpass………………………….……………………………………………… 3-5

Scenrapporter………………………………………………………………6

1. Förberedande skede. …………………………………………………………6-9

   Praktiskt stadium. . …………………………………………………………………10-12

   Kontroll- och utvärderingsstadiet. …………………………………………13-14

Slutsats……………………………….…………………………………………………………………………15

Lista över använda källor................................................... .........16

Bilaga……………………………………………………………………………………….17-27

Projekt pass

Projektnamn: Studie av lövfärg och lövfall av norsk lönn på hösten

Projektdeltagare: Vera Lyskova, elev i fjärde klass vid MKOU-gymnasiet i byn Filippovo

Chef: Nina Vladimirovna Kozminykh, grundskollärare

Projekttyp: långsiktig, individuell, forskning, avsedd för yngre barn skolålder.

Projektets varaktighet: 7 månader

Utbildningsområde: utbildning och forskning (biologi, ekologi)

Problem: Hur, när och varför ändras färgen på lönnlöv på hösten?

Varför ändrar löv färg?

Varför har löven olika färg på hösten?

Hur sker processen att ändra färgen på lönnlöv?

Hur länge håller lönnlövsfallet?

Syfte: att studera färgen på löv och lövfall av norsk lönn på hösten för att skapa en videofilm

Studera den vetenskapliga litteraturen om norsk lönn, förändringar i färgen på lönnlöv, lövfall under sommar- och höstperioden.

Utför fenologiska observationer av förändringar i bladfärg från mitten av augusti till slutet av lövfall och väderförhållanden.

Dra en slutsats om de säsongsmässiga förändringarna som sker med bladen på norsk lönn.

Samla material till herbariet och videofilm.

Objekt: Norsk lönn

Ämne: förändring i lövfärg och lövfall av norsk lönn under sommar-höstperioden

Studie och analys av litteratur och prestationsresultat.

Observation.

Jämförelse.

Generalisering.

Fotografering, videoinspelning.

Expertrecension.

Planerade resultat

Under arbetet med projektet kommer jag att lära mig:

Sök information (självständigt och tillsammans med vuxna) i litteratur och Internetkällor;

Samla, registrera, jämföra, sammanfatta och utvärdera resultaten av observationer, formulera slutsatser och uttrycka sin egen synvinkel;

Arbeta i program Microsoft Office Word and Film Studio för att skapa en videofilm;

Tala offentligt, svara på frågor om projektets ämne.

anteckning

Projektet undersöker den fenologiska förändringen i bladfärgen hos norsk lönn under perioden 12 augusti till slutet av september 2015. Observationsobjektet var ett ensamt lönnträd som växte nära hus nr 16 på M. Zlobina Street i byn Filippovo, och området där lönnen fanns beskrevs. För att få tillförlitliga resultat registrerades också förändringar i lönnträd längs M. Zlobin- och Zaev-gatorna. Observationer visade att färgningen av lönnbladet sker från kanten till mitten av bladet, och själva trädet - från toppen till de nedre grenarna började fällningen av löv den 2 september, slutet av lövfallet är den 25 september . Under studien noterades väderförhållanden (lufttemperatur, vind, nederbörd). Observationernas framsteg registrerades också genom videofilmning och fotografering. En vetenskaplig motivering för projektet om höstens säsongsförändringar i trädens löv och lövfall ges. En av de viktigaste informationskällorna var handledning V.A. Koposov, professor vid Voronezh State Pedagogical University, "Fenologiska observationer i naturen", som undersöker höstperioderna som är karakteristiska för vår region.

En viktig plats i förberedelserna av projektet togs av praktiskt arbete om att bearbeta vetenskaplig information till information som är tillgänglig för barn grundskola, samt den arbetskrävande processen att arbeta med insamlat foto- och videomaterial i förberedelsestadiet för presentationen. Projektets praktiska betydelse: en lärobok har skapats för klasser om omvärlden.

Projektaktivitetsprodukt: videofilm

Utrustning och material: kamera, dator (Microsoft office Word, Film Studio-program), projektor, färgskrivare, papper.

Rapportera stegvis

Förberedande skede:

Välj och studera vetenskaplig och pedagogisk litteratur om ämnet för projektet.

Förbered nödvändig utrustning och material.

Gör en observationsplan.

Rapport om resultaten av att studera vetenskaplig litteratur

Introduktion

Den gradvisa nedgången av sommaren i vår region börjar den 16 augusti. Det finns en gradvis minskning av dagsljustimmar, en minskning av mängden solvärme som kommer in i jorden och en förändring i växternas färg. De färgglada sommarfärgerna i blandskogarna i vår region ersätts av gyllene höst. Fåglarnas röster tystnar, lukten av löv och svamp, luften är ren och genomskinlig. September kallas den "tänksamma" månaden. Tystnaden i naturen bryts endast av prasslet av löv som faller från trädtopparna och bruset från den forsande kalla vinden. Naturen förbereder sig för de kommande förändringarna. Hösten är en svår period i växternas liv. Fleråriga gräs, buskar och träd börjar aktivt förbereda sig för övervintring på hösten. De flesta träd fäller sina löv för vintern. Lövfall föregås av höstens lövfärg.

Vetenskapen om fenologi studerar lagarna för säsongsmässig utveckling av naturen. Periodiska naturfenomen på vår planet beror främst på förändringar i mängden strålningsenergi som jorden tar emot från solen. Hösten är enligt fenologerna indelad i fyra perioder: första hösten, gyllene hösten, djup höst och förvintern.

Höstbladsfärg

Höstlövens färgförändringar inträffar med lövträdens och buskens gröna bladverk, vilket resulterar i en eller flera färger som sträcker sig från gyllene lin, nästan vitt till lila med bruna ådror. Bladens färg bestäms av pigment. Ett grönt blad har denna färg på grund av närvaron av pigmentet klorofyll när det finns i stora mängder i cellerna. Detta inträffar under växtens tillväxtperiod. I sommar grön färg klorofyll dominerar och överskuggar färgerna på andra pigment.

På sensommaren stängs ådrorna som bär saft in och ut ur bladet gradvis och mängden vatten och mineraler som kommer in i bladet minskar. Mängden klorofyll börjar också minska, ofta förblir venerna gröna även efter att bladet för länge sedan helt ändrat färg. Bladets färg ändras på grund av andra pigment.

Karotenoider är övervägande gula eller orange till färgen. De finns alltid i bladen, men skyms av klorofyllens gröna färg.

Antocyaniner är ansvariga för de röda färgerna i bladen och finns inte i bladen förrän klorofyllnivåerna börjar sjunka.

Bladens bruna färg beror inte på verkan av något pigment, utan på cellväggarna, som blir märkbara när det inte finns några synliga färgpigment.

Höstlövens färg bestäms genetiskt i varje växtart. Men om denna färg kommer att vara tråkig eller ljus beror på vädret.
De ljusaste och rikaste färgerna på löv uppstår när vädret varar länge: dagar är klara, nätterna är kalla, hösten är torr och solig. Vid temperaturer från 0 till 7 grader Celsius ökar bildandet av antocyanin, och den röda färgen på bladen blir mer intensiv. Den gula eller röda färgen på bladen kan kvarstå i flera veckor efter att de har fallit till marken.
2.1.2. Lövfällande fall av träd och buskar

Vad orsakar lövfall? Om man undersöker trädens löv under lövfallet är det lätt att upptäcka ett avskiljande lager av korkceller vid basen av bladskaftet. Efter bildandet av det separerande skiktet slutar åtkomsten av fukt till arket, och de smulas lätt sönder även under sin egen vikt och från vindens verkan. På skuggiga, fuktiga platser inträffar lövfall senare, eftersom växternas rötter där absorberar mer fukt och överför den till stjälken och bladen. På högre höjder faller löv av tidigare på grund av brist på fukt. Genom att fälla sina löv har växter anpassat sig till livet under svåra förhållanden. vinterperiod. Lövfall hjälper träd och buskar att motstå inte bara långvarig kyla, utan också torka. Som ni vet kan växternas rötter inte absorbera kallt vatten, och bladen avdunstar konstant fukt genom stomata, vilket kan leda till att plantorna torkar ut och dör. Tack vare lövfallet blir träden av med skadliga ämnesomsättningsprodukter, och växter behåller nyttiga ämnen i stammen och rötterna. Lövfall skyddar träd och buskar från snöbrytare under vintern.

Det observerade objektets egenskaper

Norgelönn, eller Sycamore-lönn, eller Platanifolia-lönn (lat. Acer platanoides) är en art av lönn, utbredd i Europa och Sydostasien.

Lövträd 12-28 m högt med en vacker bred, tät sfärisk krona. Barken på unga träd är slät, gråbrun, mörknar med åldern och är täckt av långa, smala längsgående sprickor, grenarna är starka, breda och riktade uppåt. Bladen är enkla, motsatta, upp till 18 cm långa. Bladen är mörkgröna upptill och blekare nertill. På hösten blir de gula eller orange och faller sedan av.

Blommorna är doftande, gulgröna, samlade i 15-30 blommor. Visas under första hälften av maj före och under bladblomningen. Pollineras av insekter.

Frukten är en lejonfisk, vingarna kan bära fröet över långa avstånd. Fröna är kala och kan sitta kvar på trädet hela vintern. Norsk lönn bär frukt årligen, i Ryssland - i september.

Under de första 3 åren växer lönn ganska snabbt, den årliga tillväxten av ett ungt träd kan nå 1 meter, och det börjar bära frukt efter 17 år. I naturen lever den upp till 150 år.

Observationsplan:

1. Kom varje vecka till lönnträdet och notera väderförhållandena, beskriv utseende lönn, notera förändringen i bladfärg. Under perioder med intensiv lövfärgning och lövfall, öka besöksfrekvensen.

2. Registrera resultaten av observationer med hjälp av fotografier, videor och skrivna anteckningar.

3. Ange resultaten i tabellen:

	väderförhållande	Observation av ett föremål	Att observera andra lönnar

4. Förbered en videofilm och herbarium baserat på observationsmaterial.

5. Dra en slutsats om de säsongsmässiga förändringarna som inträffar med norsk lönn från slutet av sommaren till slutet av lövfallet.

Praktisk skede:

Beskriv platsen för observationsobjektet.

Utför observationer och registrera resultaten

Förbered projektprodukten.

Dra en slutsats (slutsats)

Beskrivning av platsen för lönnen

Föremålet för vår observation växer på gården till en tegelbyggnad nr 16 på M. Zlobina-gatan. Filippovo Kirovo - Chepetsky-distriktet. Tomten ligger på motsatt sida av asfaltvägen från huset, i anslutning till grönsaksträdgården, och det finns en lekplats i närheten. Jorden är lerig, ganska tät, ytan är slät. I detta område, förutom lönn, växer björkar i närheten, avståndet mellan träden är 3 meter. Lönnen är väl upplyst på södra och västra sidan, växer i kanten av tomten, avståndet till vägen är ca 3 meter.

Observationer om förändringar i bladfärg och bladfall av norsk lönn

Vår observation började den 12 augusti. Sommarens nedgång i vårt område börjar den 16 augusti och fortsätter till slutet av månaden. Den genomsnittliga dygnstemperaturen sjunker gradvis. De första gula bladen dyker upp. Dagarna blir kortare. Dimma faller på marken, dagg faller på gräset.

Början av höstfärgning av löv markeras den dag då färgade löv visas på växter, och nya läggs till dem varje dag. Början av lövfall markeras den dag då 3-5 löv faller av när grenarna skakas. Full höstfärgning av löv observeras den dag då löven på de flesta växter av de observerade arterna ändrar färg. Slutet på lövfallet firas den dag då de flesta exemplar av en viss art helt har tappat sina löv.

	väderförhållande	Observation av ett föremål	Att observera andra lönnar
	Soligt, klart, varmt +21, svag vind	Bladen är ljust gröna, fast fästa vid grenen.	Alla lönnar är gröna
	Molnigt, kallt + 12, blåsigt, regn	Utan förändringar	Utan förändringar
	Halvmolnigt, varmt +20	Lönnen började ändra färg på löven i toppen av trädet. Bladen längs kanterna blev orange, enskilda blad var helt färgade	Färgen på bladverket ändras från toppen av trädet till de nedre bladen. Lönnar upplysta av solen från alla sidor är mer aktivt färgade än i skuggan.
	Halvmolnigt, lufttemperatur +16, blåsigt	Trädets topp blev orangeguld, de nedre grenarna var helt gröna. Bladen ändrar aktivt färg. De första löven dök upp på marken	Bladen förändras aktivt från grönt till orange och gult.
	Huvudsakligen molnigt, 14, torr, svag vind	De övre bladen har ändrat färg. Bladen ligger nära trädstammen och de nedre löven är fortfarande gröna. Löv faller.	Början av lövfall
	Soligt, varmt +20, torrt, svag vind, varmt	Lönnen har ändrat färg. Trädet blev helt orange och gult. Bladen på de nedre grenarna är delvis gröna. Massivt lövfall är på gång. Löv täcker marken runt lönnträdet.	Fullständig förändring i bladfärg. Massivt lövfall.
	Halvmolnigt, varmt +20, torrt, blåsigt	Trädet har nästan fallit av, det finns lite löv på några av de nedre grenarna.	En del av träden är kala, men de flesta av lönnarna tappar fortfarande sina löv.
	Soligt, varmt +22, torrt, svag vind	Lövfallet är över. Bladen på marken började torka ut.	Höga, stora lönnar har löv i mitten och på de nedre grenarna. Lövfallet fortsätter där. Men för de flesta träd har lövfallet tagit slut.

Sålunda sker färgningen av lönnbladet från kanten till mitten av bladet, från toppen till de nedre grenarna, färgen på löven är orange, gul. Bortfallet av de första löven började den 2 september, masslövfallet började den 16 september och slutet av lövfallet började den 25 september. Gynnsamma väderförhållanden för att färga lövverk i ljusa färger: nätterna är ganska kalla och dagarna är varma, soliga och torra. Som jämförelse gjordes observationer av andra träd som växer längs gatan. M. Zlobina och st. Zaev, tidpunkten för förändringar i lövverkets färg på lönnar och tidpunkten för lövfallet sammanföll.

2.3 Kontroll- och utvärderingsstadium:

1. Genomför en presentation av projektet och svara på frågor om ämnet.

2. Få en expertbedömning av projektet.

3. Ge självutvärdering av utfört arbete.

2.3.1. Expertbedömning (granskning)

Projektet presenteras på 17 sidor med en 10-sidig bilaga, innehåller 1 tabell, 16 fotografier.

Projektet undersöker frågor relaterade till observationer i naturen efter årstid. Varje årstid har sina egna egenskaper, sina egna lagar för säsongsmässig utveckling av naturen. Projektarbete Elever i 4:e klass är relevanta i samband med den personliga medvetenheten om naturens skönhet och unika och förståelse för relationerna mellan levande och livlös natur. Författaren valde ett intressant och tillgängligt forskningsämne, formulerade problemet och satte upp mål och mål. För att lösa de uppställda uppgifterna studerades 5 litterära källor inklusive internetresurser, observationer planerades och genomfördes och resultatet av arbetet presenterades på olika sätt i projektets skeden. Texten motsvarar de angivna målen, är väl utformad och illustrerad med egna fotografier. Sammanfattningsvis ges ganska tydliga och logiska slutsatser. Produkten av projektet - en videofilm - visar tydligt hur säsongsmässiga förändringar sker i vilda djur med exemplet norsk lönn. Arbetet med projektprodukten visade studentens förmågor inom IKT-området. Den fenologiska höstens naturkalender som finns i bilagan anger utsikterna för detta projekt för studiet av vilda djur. Önskemål till författaren: fortsätt arbetet med projektet, utöka det med fenologiska observationer för vår- och sommarperioden.

Projektarbetet av Vera Lyskova, en elev i 4:e klass vid den kommunala kommunala utbildningsinstitutionens gymnasieskola i byn Filippovo, kan lämnas in till miljö- och biologiska tävlingar.

Granskare: Shchekleina N.G., biologilärare vid den kommunala utbildningsinstitutionens gymnasieskola i byn Filippovo

Självkänsla

Jag, en elev i 4:e klass vid den kommunala kommunala läroanstalten gymnasieskola i byn Filippovo Lyskova Vera, redan i 3:e klass, började intressera mig för vilka färger trollkvinnan - hösten pryder träden med. Det vackraste trädet är lönn. Den har en frodig krona och stora snidade löv som kan samlas till buketter. Jag förmedlade lönnens skönhet med färger på papper och tog fotografier. Och på den nya hösten, under ledning av min lärare, började jag forskningsrojekt"Förändringar i bladfärg och lövfall av norsk lönn på hösten."

Jag lärde mig varför löv ändrar färg och faller från träd på hösten. Det var intressant för mig att observera detta naturfenomen, spela in mina observationer, förklara förändringarna som äger rum och sedan skapa en film som tydligt visar hur detta naturmirakel uppstår.

Jag hade svårigheter när jag stötte på tidigare okända termer som jag hittade i litteraturen (klorofyll, pigment, karotenoider etc.), men så småningom kom jag ihåg dessa namn.

Jag skulle vilja fortsätta arbeta med projektet.

Slutsats

Under arbetet med projektet:

studerat litteraturen om höstförändringar som inträffar med norska lönnlöv och lövfall;

beskrev bladets utseende, förändringen i dess färg;

gav en beskrivning av observationsobjektets placering;

utförde observationer av föremålet och jämförde det med andra lönnar, baserat på resultaten sammanställde de en tabell som indikerar väderförhållanden;

skapade en video att visa för grundskoleelever.

Observationer har visat att färgningen av ett lönnlöv sker från kanten till mitten av bladet, och själva trädet - från toppen till de nedre grenarna, lövens färg - från orange till ljusgult. Bortfallet av de första löven började den 2 september, masslövfallet började den 16 september och slutet av lövfallet började den 25 september. Det var gynnsamma väderförhållanden för bladverket att få klara färger: nätterna var ganska kalla och dagarna var varma, soliga och torra. Som jämförelse gjordes observationer av andra träd som växer längs gatan. M. Zlobina och st. Zaev, tidpunkten för förändringar i lövverkets färg på lönnar och tidpunkten för lövfallet sammanföll.

Därmed fann man svar på de problematiska frågor som ställdes i början av projektet. Kunskapen om årstidsfenomen i trädens liv har utökats. Med norsk lönn som exempel fastställdes hur livlös natur(solvärme, dagsljustimmar, nederbörd, vind) påverkar en levande organism: trädet anpassar sig till nya förhållanden, först ändras lövens färg, sedan fälls löven. Utsikter för projektet: med hjälp av vuxna, plantera unga lönnar på våren för att gröna gatorna i vår by; detta är en mycket vacker och snabbväxande växt.

Lista över använda källor

Kurt - Gilsenbach.H. Träd [Text] Encyclopedia "Vad är vad" - Word, 1997. - 48 sid.

Kopysov, V.A. Fenologiska observationer i naturen [Text]: lärobok - Kirov, 2009. - 135 sid.

Natur, ekonomi, ekologi i Kirov-regionen [Text]: [Sb. artiklar] – Kirov: Kirov regionala kommitté för naturskydd, 1996. – 490 s.

Webbplatsen för det ekologiska centret "Ecosystem", http://www.ecosystema.ru/. (senaste tillträdesdatum: 12/07/15.)

World Encyclopedia webbplats, https://ru.wikipedia.org/wiki/Colors_of_autumn_leaves (senaste åtkomstdatum: 12/14/15.

Bilaga 1

Norge lönn

Foto 1. Norsk lönn Foto 2. Löv

Foto 3. Blommor Foto 4. Frukter

Fotomaterial från http://yandex.ru (senaste åtkomstdatum 08/12/15)

Bilaga 2

Fotografiska observationer av lövfärg och lövfall

Norge lönn

Foto 6. Lönnlöven börjar ändra färg.

Foto 10. Höstens utflykt.

Bild 16. Slutförande av det praktiska skedet av projektet

Bilaga 3

Fenologisk kalender för höstens förändringar i naturen

Första hösten

Den sista stormen.

Ladugårdssvalornas avgång.

De sista ropen av hassar.

De första mogna lingonfrukterna.

De första gula löven på björkträd.

De första gula bladen på lindar.

De första gula bladen på fågelkörsbäret.

De första gula löven på rönnträd.

De första gula bladen på asparna.

De första flockarna av tranor på migration.

Övergång av genomsnittlig dygnstemperatur till +10°C.

Mognad av ekollon nära en ek.

Utseendet av gula löv på de flesta träd och buskar.

Början av lövfall vid linden.

Utseendet av en flygande väv.

Början av lövfall i fågelkörsbärsträdet.

Löven har börjat falla vid björken.

Löven har börjat falla på aspträdet.

De första gässflockarna på flytt.

Vaxvingarnas utseende.

Löven har börjat falla vid poppelträdet.

Löven har börjat falla på rönnträdet.

Första frosten i luften.

Full höstfärg av lindblad.

Utseende av skator nära bostäder.

De första ankflockarna på höstflytt.

Full höstfärg av rönnlövverk.

Fullfärg av fågelkörsbärsblad.

29.Fullfärg av poppelblad.

30. Full höstfärg av aspblad.

Gyllene höst

Full höstfärg i de flesta träd och buskar (förutom syren och al).

Början av gulning av lärknålar.

Slutet av lövfall vid linden.

Slutet av lövfall i fågelkörsbärsträdet.

Änden av lövfall vid aspen.

Slutet av lövfall för rönn och björk.

djup höst

1. Slutet på massa lövfall för de flesta träd och buskar

2. De sista tornen flög iväg.

Början av lövfall i lärk.

Full höstfärg av lärknålar.

Den sista flocken gäss.

Första snötäcket.

Början av lövfall i syrener.

Den sista flocken ankor

Slutet av lövfall för syrener.

Slutet av lövfall i lärk.

Förvintern

1. Temperaturerna sjönk under 0°C.

2. Etablering av permanent snötäcke.

3. Floderna var täckta med is.

4. Etablering av slädbana.