Kleuren zonder kleurstof

Leeftijd: 10-12 jaar

Duur activiteit (exclusief uitleg): 25 minuten

Introductie

Pauwen creëren schitterende kleuren zonder pigmenten of kleurstoffen.

Is het je opgevallen dat veel planten en dieren bestaan uit felle, levendige kleuren? Deze kleuren lijken te veranderen wanneer je ze vanuit een andere hoek bekijkt. Wanneer kleuren zich op deze manier gedragen, noemen we ze 'iriserend'. Iriserende kleuren worden niet met toxische pigmenten of kleurstoffen geproduceerd, maar met structuur. Kunnen wij op een duurzamere manier kleuren door te leren van de natuur?

Voorbereiding activiteit

Voor deze activiteit heb je het volgende nodig:

• Pauwenveer (of een ander voorwerp waarop structurele kleuring zichtbaar is)
• PET-fles (halve liter is voldoende) met uitgesneden onderkant
• Afwasmiddel
• (Poeder)suiker
• Olie
• Wasbaar tafelkleed
• Prisma (indien beschikbaar)

Maak zelf iriserende kleuren tijdens deze activiteit.

1. Bekijk de pauwenveer (of het andere voorwerp) vanuit verschillende hoeken. Laat er ook licht op schijnen. Wat valt je op?
2. Bespreek het principe van iriserende kleuren. Dit effect gaan we nu zelf creëren!
3. Meng in een emmer ongeveer 0.25 liter water met 3 theelepels afwasmiddel, 4 theelepels (poeder)suiker en 3 theelepels olie.
4. Leg eventueel een wasbaar tafelkleed neer. Dompel het uiteinde van de afgesneden PET-fles voorzichtig in het mengsel en blaas vervolgens langzaam door de hals van de fles om een zo groot mogelijke bel te vormen. Zorg ervoor dat de bel verbonden blijft met de fles.
5. Bekijk de regenboogkleuren die op de bel verschijnen. Je kunt dit het beste in de zon doen, of je kunt met een lamp op de bel schijnen. Zo zullen de iriserende kleuren goed zichtbaar worden.
6. Pak (indien beschikbaar) de prisma, en laat hier licht op schijnen. Aan de andere kant zie je dat het licht de prisma verlaat in regenboogkleuren (zie onderstaande afbeelding).

Hoe komt het dat de luchtbel regenboogkleuren laat zien als er geen kleurstof is toegevoegd? En gebruikt de pauw met zijn veren een soortgelijke truc?

Simpele uitleg

Wit licht kan in verschillende kleuren worden afgebogen. In het geval van de luchtbel breekt het licht in iriserende kleuren wanneer het de wand van de bel passeert. Deze wand bestaat uit een zeer dunne waterlaag die aan beide kanten is bedekt met een laag afwasmiddel en olie (aanwezig in het mengsel). De dikte van de wand verandert voortdurend en dit beïnvloedt de hoek waarin het licht breekt. Daarom veranderen de kleuren van de bel als je ernaar kijkt.

Dit effect zie je ook wanneer je naar een regenboog in de lucht kijkt. Regenbogen hebben geen kleurstof nodig om kleur te creëren; alleen licht dat in afzonderlijke kleuren wordt opgesplitst door regendruppels of waterdamp.

Je kunt speciale oppervlakken creëren die van kleur veranderen afhankelijk van de richting waarop het licht erop valt. Dit effect zie je bijvoorbeeld bij de veren van een pauw. Deze veren zijn eigenlijk bruin, maar de microstructuur op de veer splitst het licht in een bepaalde hoek waardoor we blauwe, groene en turquoise kleuren zien.

Uitgebreide uitleg

Zonlicht bestaat uit licht met verschillende golflengten (het elektromagnetische spectrum genoemd). Elk van deze golflengten reflecteert in een andere hoek. Door de reflectiehoek van licht te veranderen, kunnen we de dominante (zichtbare) kleuren veranderen. Je kunt dit testen met een glazen prisma; in onderstaande video zie je hoe wit licht door een prisma wordt gebroken in regenboogkleuren.

De natuur gebruikt hetzelfde principe. Dit wordt ook wel 'structurele kleuring' genoemd. Afhankelijk van de intensiteit en richting van het licht variëren de geproduceerde kleuren.

Wanneer je kleuren maakt met structuur in plaats van pigmenten en kleurstoffen, kun je het gebruik van schadelijke chemicaliën verminderen. Er zijn verven ontwikkeld met verschillende kleuren, bestaande uit kleine kristallen die een microstructuur vormen en licht in een bepaalde kleur reflecteren. Ook maken kledingfabrikanten gebruik van dit principe om kleurrijke kleding te produceren die na verloop van tijd niet vervaagt. Weet jij nog een voorbeeld, of kun je een nieuwe toepassing bedenken?

• Nederlands: Kerndoel 2, Kerndoel 3, Kerndoel 12
• Oriëntatie op jezelf en de wereld: Kerndoel 35, Kerndoel 39, Kerndoel 40, Kerndoel 41, Kerndoel 42, Kerndoel 44
• Bewegingsonderwijs: Kerndoel 57, Kerndoel 58

• Bekijk deze video voor extra uitleg over lichtbreking en kleur.
• Bekijk deze video over onderzoek van de RUG naar structurele kleuren bij pauwenveren.
• Lees hier meer over structurele kleuren bij pauwenveren.