Duhově zbarvená čokoláda

Věková kategorie: 9-12 let

Doba trvání: 30-45 minut

Souvislost s biomimikry:

V přírodě lze nalézt mnoho příkladů tzv. strukturálního zbarvení způsobeného strukturou povrchu (např. paví nebo ptačí peří, křídla motýla Apatura iris, kovový třpyt brouka Anoplotrupes stercorosus atd.). Použití této metody může být velmi přínosné - například snížení spotřeby chemických barviv. Žáci se přesvědčí, že pomocí jednoduchého úkonu mohou dosáhnout zajímavých výsledků.

Popis aktivity:

Materiál

• difrakční mřížka
• 100 g čokolády
• lžíce
• (teploměr)

Příprava

• Připravte si všechny potřebné nástroje a podívejte se na experiment na videu (viz odkaz níže).

Description

• 1.     Řekněte žákům, že se nyní pokusí vyrobit čokoládu s podobnými vlastnostmi jako má paví pero.2.     Vezměte si difrakční mřížku (v našem případě fólii se speciální mikrostrukturou), která pomůže vytvořit strukturu rozptylující bílé světlo (můžete zakoupit např. zde https://www.rainbowsymphony.com/products/diffraction-grating-sheets?variant=7152556673) a čokoládu (stačí 100 g).3.     Nechte žáky prohlédnout si difrakční mřížku ve světle a pohrát si s ní, aby pochopili, že mřížka je tvořena malými mezerami uspořádanými do pravidelného vzoru, které způsobují lom světla do duhových barev. Při průchodu mřížkou se různé vlnové délky (různých barev) bílého světla odrážejí pod různým úhlem, a proto se světlo rozkládá na jednotlivé barvy.4.     Část čokolády začněte rozpouštět ve vodní lázni při teplotě asi 45 °C. K rozpuštěné čokoládě přidejte několik dalších kousků nerozpuštěné čokolády, odstavte ze zdroje tepla a za stálého míchání vyšlehejte do roztíratelné konzistence.5.     Rozetřete ji na difrakční mřížku v tenké vrstvě (čím silnější vrstva, tím delší doba tuhnutí).6.     Nechte ztuhnout (asi 10 minut v lednici). Je důležité nechat čokoládu důkladně ztuhnout a poté s ní manipulovat nejlépe v rukavicích (abychom teplými prsty nenarušili její povrch).7.     Zatímco čekáte, až čokoláda ztuhne, ukažte žákům další příklady strukturálního zbarvení z přírody (stačí například zadat do internetového vyhledávače structural colouring nature).8.     Požádejte žáky, aby pozorovali změnu barvy duhové čokolády. Odlomte kousek "zázračné" čokolády, aby si ji každý student mohl prohlédnout a poté sníst. Video z podobného experimentu s popisem v angličtině najdete zde:https://www.youtube.com/watch?v=yhmCRliJ93w (šestá až devátá minuta)

Co jsme vlastně udělali s čokoládou, že nyní odráží světlo v barvách duhy? Na co jsme to čokoládu nanesli? A používá páv stejný trik, který jsme právě použili?

Rozpuštěnou čokoládu rozetřeme na zdánlivě hladký povrch. Není to však obyčejný povrch. Na jedné straně (tam, kde jsme rozetřeli čokoládu) je zvláštní struktura, jakési pravidelné škrábance, tak malé, že je ani nevidíte. Na tento strukturovaný povrch jsme položili naši měkkou čokoládu, a když ztuhla, je na ní tato textura také otisknutá. Protože právě ta textura způsobuje duhové odlesky, má nyní naše čokoláda také tuto úžasnou schopnost.