1993년 서울특별시 주최 '서울 학생 탐구 발표 대회' 중학교 대상 작품
봉숭아 물들이기에 관한 연구
서울 중암중학교 3학년 김지연
지도교사 당은자
Ⅰ. 연구 동기
봉숭아 물이 드는 원리와 여러 첨가제가 어떤 작용을 하는지 알아보았다.
Ⅱ. 연구의 절차와 방법
1. 실험 시기 : 1993. 8. 18∼25
2. 실험 조건 : 맑은 날 채집한다. (비가 오는 날에는 봉숭아 꽃이 물을 흡수하여 잘 물들여지지 않는다.)
3. 준비물 : 봉숭아 꽃(빨강, 주홍, 분홍, 흰색, 보라), 잎, 줄기, 분동 천칭, 막자사발과 막자, 랩, 실, 숯, 소금, 식초, 백반, 에탄올, 아세트산, 톨루엔, 물, 초산, 메스실린더, 모세관, 크로마토그래피, 비커, 가제, 염산, 부탄올, 알코올 램프, 석면, 온도계, 손수건(광목)
가. 꽃, 잎, 줄기, 뿌리의 물들이기 실험 - 꽃, 잎, 줄기, 뿌리로 물들여진 색깔 차이
① 아무것도 넣지 않은 순수한 꽃, 잎, 줄기, 뿌리를 각각 분류하여 막자사발에 넣고 찧는다.
(꽃은 5가지 색깔로 분류하여 실험한다.)
② 꽃과 잎을 섞은 것을 찧는다.
③ 손톱 위에 찧은 것을 놓고 10시간 동안 물들인다.
나. 여러 첨가제를 첨가한 물들이기 실험 - 숯, 소금, 식초, 백반 등의 첨가제를 사용한 봉숭아 물들이기의 차이점
① 잎 1개와 꽃을 섞은 1g의 봉숭아에 숯, 소금, 식초, 백반 등을 각각 200㎎씩 넣어 찧는다.
② 순수한 잎과 꽃을 섞어 찧는다.
③ 10시간 동안 물들인다.
다. 백반의 양에 따른 변화
① 꽃과 잎을 섞은 것에 백반의 양을 0㎎, 200㎎, 400㎎, 500㎎으로 달리하여 찧는다.
② 10시간동안 물들인다.
라. 시간의 흐름에 따른 변화
① 순수한 꽃과 잎을 섞은 다음 시간을 5시간, 8시간, 11시간, 14시간으로 하여 물들인다.
마. 겨울에도 봉숭아물을 들일 수 있을까?
① 봉숭아 꽃과 잎을 냉동실에 넣어 둔다.
② 다음 날 찧어 물을 들인다.
바. 손톱과 발톱의 차이
- 찧은 봉숭아 꽃과 잎을 손톱과 발톱에 놓고 물들인다.
사. 붉은 꽃잎, 분홍 꽃잎, 잎, 줄기에 들어 있는 색소 분리 실험
- 색소 분리를 하게 된 이유: 잎, 줄기는 겉으로 보기에는 녹색인데, 왜 손톱에 묽은 물이 드 는가?
※ 크로마토그래피에 의한 색소 분리
① 색소 추출
② 색소 분리법에 따라 실험한다.
(참고 실험) 장미의 꽃잎(붉은색), 잎의 물들이기와 색소 분리
- 봉숭아와 마찬가지 방법으로 한다.
아. 봉숭아 꽃잎, 잎, 줄기를 이용한 천연 염색법
① 꽃잎은 찧어서 염산으로 색소를 추출한다.
잎과 줄기는 에탄올 : 아세톤 = 3 : 1인 용액을 넣고 색소를 추출한다.
② 물을 5배 가량 넣고 4/5로 줄을 때까지 가열한다.(염산, 아세톤, 에탄올을 증발시키기 위해)
③ 진한 색을 만들기 위해서는 물을 더욱 많이 증발시킨다.
④ 흰 손수건을 하루 정도 담가두었다가 찬물로 헹군다.
Ⅲ. 연구결과
|
재료 |
빨 강 |
주 홍 |
흰 색 |
보 라 |
분 홍 |
잎 |
줄 기 |
꽃+잎 |
뿌리 |
|
물든 색 |
진빨강 |
진빨강 |
빨 강 |
주 황 |
주 황 |
주황 |
엷은 주황 |
빨 강 |
엷은주황 |
1. 진한색 순서
빨강꽃> 주홍꽃> 꽃+잎> 흰색꽃> 보라꽃> 잎> 줄기> 뿌리
∴ 대체로 붉은 색으로 물들여 졌고 차이는 크게 나지 않았다. 흰꽃이고 녹색의 줄기와 잎인 데 붉게 물들여 지는 것이 신기했다.
2. 진한색 순서
백반> 식초> 소금> 순수한 꽃> 숯
∴ 숯은 너무 많이 넣어서 잘 안되었다. 백반, 식초, 소금은 물을 잘 들이게 하는 작용을 한다.
참고) 백반은 응결제, 방수가공, 가죽의 무두질이나 사진의 경막액에 이용된다.
3. 진한색 순서
500㎎> 400㎎> 200㎎> 0㎎
∴ 차이는 조금 밖에 나지 않았지만 백반의 양이 많아질수록 진하게 물들여진다. 그러나 500㎎의 백반을 넣으면 살갗이 따갑고 손톱 주위가 까맣게 된다. 백반의 양은 300∼400㎎을 넣어야 피부에도 좋고 예쁘게 물들여 진다.
4. 시간이 길수록 진하게 물들여 진다. 8시간이 적당하다.
5. 거의 비슷하게 물들여 진다. 붕숭아를 냉동시키면 여름뿐만이 아니라 겨울에도 물들일 수
있다.
6. 손톱이 훨씬 물이 잘 든다. 엄지 발톱을 제외한 발톱은 두꺼워서 잘 들여지지 않는다.
7. 분리된 색소
가. 잎에 있는 색소--연두, 주황, 연노랑
잎+a+b : 연두, 노랑
잎+a+b : 주황, 연두
잎+a'+b : 연한 주황, 연두
잎+a'+b': 주황, 연두
나. 줄기에 있는 색소--노랑, 주황, 연두
줄기+a+b : 노랑
줄기+a+b': 주황, 연두
줄기+a'+b : 연두, 연노랑
줄기+a'+b' : 주황, 연두
다. 붉은 꽃잎에 있는 색소--주황, 분홍, 연보라, 연노랑
붉은 꽃+a+b: 없음
붉은 꽃+a+b': 주황, 연보라, 연노랑
붉은 꽃+a'+ b: 없음
붉은 꽃+a'+b': 주황, 분홍
라. 분홍 꽃잎에 있는 색소--연노랑, 연두, 주황, 분홍
분홍꽃+a+b: 연두, 주황
분홍꽃+a+b': 연분홍, 주황
분홍꽃+a'+b: 없음
분홍꽃+a'+b': 분홍, 연노랑
∴ 잎, 줄기, 꽃에 모두 공통된 색소(주황, 노랑)가 있다는 것을 알았다. 손톱에는 주로 주황색이 물이 잘 든다.
8. (참고 실험) 장미 꽃잎, 잎 물들이기와 색소 분리
가. 장미는 봉숭아보다 더 진한 붉은 색이나 손톱에 물이 거의 들지 않는다. (꽃잎, 잎, 백반을 섞어 물들여도 물들지 않는다.)
나. 꽃잎(붉은 색) 색소 분리
꽃잎+a + b: 없음
꽃잎+a + b': 보라
꽃잎+a'+b: 없음
꽃잎+a'+b': 연보라, 분홍
∴ 장미 꽃과 잎에는 주황색 색소가 없다.
9. 꽃잎과 잎에서 추출한 색소를 섞어서 염색한 손수건은 고운 노랑 색이고, 붉은 꽃잎만으로 염색한 것은 붉은 빛이었다. 물의 양을 조절하면서 노랑 색에서 붉은 색까지 다양한 색을 낼 수 있다. 여기에 정착액과 광택제를 더하면 옷감의 염색액으로 쓸 수 있지 않을까 생각한다.
Ⅳ. 결론 및 느낀 점
봉숭아는 첨가제, 백반의 양, 시간, 신체 부위에 따라 진하기의 차이가 있다. 새롭게 알아낸 것은 줄기, 잎 뿌리만으로도 붉게 물이 든다는 것이다. 이 이유를 알기 위해 색소 분리 실험을 하였는데 결과가 나오지 못했다. 눈으로 분간 할 수 없을 정도로 흐리게 나왔고 색소 분리가 안 되었다. 너무나 속상했다. 그러나 나는 여기에서 포기하지 않았다. 선생님과 함께 책을 보며 연구했다. 전개액과 색소 추출액을 달리하여 여러 방면으로 실험했는데 아주 좋은 결과가 나왔다. 봉숭아에는 주황색과 노랑색 색소가 들어있다는 것을 알았다. 그러나 봉숭아보다 더 진한 장미는 손톱에 물들여지지도 않았고 주황색 색소도 들어 있지 않았다. 여러 날을 지독한 화학 약품 냄새와 밤늦게까지 씨름하곤 했지만 내가 알고 싶었던 것을 알아내니 정말 가슴이 뿌듯하고 기분이 좋았다. 우리는 지금 화학 염료로 염색된 옷을 입고 있는데 이것은 피부에도 안 좋고 공해가 된다. 그러나 우리 주변에서 흔한 봉숭아를 이용한다면 화학 염료의 단점을 보완해 줄 것이다. 실험을 하면서 여러 가지 식물 중에서 봉숭아를 선택한 조상들의 슬기에 감탄했고 예전에 우리 조상들이 이용했던 자연 염색법이 다시 되살아났으면 좋겠다.