Chemie a lidská komunikace - neviditelný inkoust

Jako mávnutím kouzelným proutkem se na bílém papíře objeví skryté písmo. Jak funguje neviditelný inkoust - a jak se dá podomácku vyrobit? (délka blogu 8 min.)

Jak funguje kouzelný inkoust?

To, co dnes slouží spíše k pobavení, mívalo v minulosti vážné pozadí. Tajné zprávy, které se psaly neviditelným inkoustem, se často týkaly důležitých tajných milostných, politických nebo obchodních vztahů. Největší slávu zažily tajné depeše, psané kouzelným inkoustem, v době renesance.

Dnešní technické možnosti vytlačily neviditelný inkoust do pozice baviče - s jednou výjimkou. Na našich bankovkách se nacházejí tajné znaky, které jsou vidět jen s pomocí UV světla.

Podstata tajného inkoustu spočívá v tom, že je zprvu průhledný - a teprve až speciální úkony z něj udělají viditelnou látku. Existuje velké množství různých neviditelných inkoustů. Podle dalšího zpracování zprávy (nutného k jejímu přečtení) se dají řadit do několika kategorií. Některé pracují čistě na chemickém principu, některé využívají fyziku.

Vidím, že nic nevidím

To, že kolem sebe vidíme různé předměty, je způsobeno jejich fyzikálními vlastnostmi. Atomy a molekuly, ze kterých se dané předměty skládají, mají schopnost pohlcovat určitou vlnovou délku světla. Logicky tedy záleží  jak na vlastnostech (druhu) samotného materiálu, tak na vlastnostech světla. Světlo, se kterým se setkáváme v běžném životě, totiž může mít různé složení (různé vlnové délky a různé zastoupení mezi nimi).

V praxi to pak znamená, že se barva předmětů mění, pokud je ozáříte běžnou žárovkou, zářivkou nebo halogenovou lampou. A aby nebyla situace tak jednoduchá, máme v sobě zabudovaný  mechanismus, díky kterému do určité míry “vidíme” bílý list papíru tak, jak si ho představujeme (vidíme bílou barvu), i když má ve skutečnosti díky danému druhu světla spíše načervenalou nebo namodralou barvu. Náš mozek umí do určité míry odfiltrovat vliv různého složení světla a “opravit” výsledek tak, aby odpovídal našim zažitým představám. Bílý list papíru vnímáme jako bílý jak pod zářivkou se spíše modrým, tak pod žárovkou se žlutým světlem.

Pokud předmět pohlcuje téměř všechny vlnové délky světla - jeví se nám jako tmavý.

Pokud předmět různé vlnové délky odráží, zdá se nám být světlý.

Pokud pohltí jen jednu nebo několik z nich - vnímáme ho jako barevný.

To, že se nám jeví určitá látka jako průhledná (bezbarvá) je způsobeno tím, že světelné paprsky, které na něj dopadají, s ním nijak nereagují. To se děje tehdy, když jsou elektrony v molekulách vázány tak pevně, že nemohou být pouhým působením energie fotonů (daného světla) “vykopnuty” na vyšší a nestabilní energetickou úroveň.

Tím se také vysvětluje základní vlastnost “kouzelných” neviditelných inkoustů. Ty, které pracují na chemické bázi, v původním stavu nepohlcují žádnou z vlnových délek. Změní se to až po proběhnutí určité chemické reakce.

Tajné inkousty, které využívají fyzikální vlastnosti, se dělí na dvě hlavní kategorie. První z nich mění svou schopnost pohlcovat světelné paprsky po zahřátí. Druhá využívá vlastnost, které říkáme fluorescence. Takové látky jsou schopné pohlcovat určité vlnové délky (zpravidla jsou to ty, které se nachází vně viditelné části elektromagnetického spektra) a následně vyzařovat světlo s některou z viditelných vlnových délek.

Jednoduchý neviditelný inkoust pro “domácí” využití

Nejjednodušší neviditelné inkousty najdete ve vlastní kuchyni. Zbarvení písma je způsobeno rozkladem látky při vysoké teplotě.

Vyšší teplota má za následek rychlejší pohyb molekul. Díky němu dochází k destrukci molekuly, při které se ničí některé z vazeb. Molekulární “střepy” mohou následně vytvářet molekuly s odlišnou strukturou. Nová látka má logicky jiné vlastnosti než látka původní. Jednou z nich je jiné zbarvení.

Tento jev má samozřejmě také určitá omezení. Hraniční teplota, při které ještě můžeme s její pomocí měnit strukturu molekul tajného inkoustu je ca. 220 °C (451 °F) - tedy teplota, při které začne hořet běžný papír.

Původní látka, kterou budeme psát tajnou zprávu, by navíc neměla být sama moc barevná. Použít se dá mléko, cukrová šťáva nebo málo barevné ovocné šťávy.

Už při teplotách nad 120 °C se takové zprávy na papíře zviditelní.

Z cukrové šťávy se nejprve odštěpí molekula vody, poté se mění její zbylá struktura. Látku, která vzniká dobře znáte pod názvem … karamel.