Dúhová čokoláda
Vytvorte dúhovo sfarbenú čokoládu len zmenou jej povrchovej štruktúry. Experimentovaním s čokoládou môžeme napodobniť rovnakú metódu, akú používajú niektoré živočíchy na vytvorenie dúhového sfarbenia.
Vek: 9-12 rokov
Trvanie: 30 minút
Prepojenie na biomimikry:
V prírode možno nájsť mnoho príkladov tzv. štrukturálneho sfarbenia spôsobeného štruktúrou povrchu (napr. perá páva alebo rybárika, krídla motýľa Apatura iris, kovový lesk chrobáka Anoplotrupes stercorosus atď.). Použitie tejto metódy môže byť veľmi výhodné - napríklad zníženie spotreby chemických farbív. Žiaci sa presvedčia, že pomocou jednoduchého postupu môžu dosiahnuť zaujímavé výsledky.
Detaily aktivity:
Pomôcky a materiály
- difrakčná mriežka (dá sa objednať napr. tu)
- 100 g čokolády
- lyžica
- teplomer
- prístup k sporáku
- prístup k chladničke
Príprava
- Pozrite si príklad tohto experimentu a oboznámte sa s postupom. Experiment sa začína približne v 6. minúte videa, ale je naozaj užitočné sledovať ho od začiatku.
Opis
- Vysvetlite žiakom, že sa pokúsia vyrobiť čokoládu s podobnými farebnými vlastnosťami ako pávie pierko.
- Na pokus si vezmite difrakčnú mriežku (v našom prípade fóliu so špeciálnou mikroštruktúrou, ktorá pomôže vytvoriť štruktúru rozptyľujúcu biele svetlo) a čokoládu.
- Povzbuďte žiakov, aby si difrakčnú mriežku pozreli a hrali sa s ňou vo svetle, aby pochopili, že mriežka je tvorená drobnými štruktúrami usporiadanými do pravidelného vzoru, vďaka ktorým sa svetlo láme do dúhových farieb. Pri prechode mriežkou sa rôzne vlnové dĺžky (rôznych farieb) bieleho svetla odrážajú pod rôznym uhlom, a preto sa rozkladajú na jednotlivé farby.
- Časť čokolády (cca dve tretiny) začnite topiť v miske vo vodnom kúpeli pri teplote približne 45 °C. Zvyšok čokolády nadrobno nasekajte a pridávajte do rozpustenej čokolády, kým sa nerozpustí celá. Odstráňte z ohňa a za stáleho miešania vyšľahajte do roztierateľnej konzistencie.
- Čokoládu naneste na difrakčnú mriežku v tenkej vrstve (čím hrubšia vrstva, tým dlhší čas chladnutia).
- Nechajte ju asi 10 minút tuhnúť v chladničke. Je dôležité nechať čokoládu dôkladne stuhnúť a potom s ňou manipulovať najlepšie v rukaviciach (aby ste teplými prstami nenarušili jej povrch).
- Počas čakania na stuhnutie čokolády ukážte žiakom ďalšie príklady štruktúrneho sfarbenia z prírody (na internete je veľa príkladov).
- Požiadajte žiakov, aby pozorovali zmenu farby dúhovej čokolády. Odlomte kúsok "zázračnej" čokolády, aby si ju každý žiak mohol prezrieť a potom zjesť.
Čo sa stalo s čokoládou, že teraz odráža farby dúhy? Na čo sme čokoládu natreli? A používa páv ten istý trik, ktorý sme práve použili?
Roztavenú čokoládu sme rozotreli na zdanlivo hladký povrch. Nie je to však obyčajný povrch. Na jednej strane (tam, kde sme rozotreli čokoládu) je zvláštna štruktúra, akési pravidelné škrabance, také malé, že ich nevidno. Na tento štruktúrovaný povrch sme naliali našu mäkkú čokoládu, a keď stuhla, má túto štruktúru aj odtlačenú. Keďže práve textúra spôsobuje dúhové odlesky, naša čokoláda má teraz aj túto úžasnú schopnosť.