瑞安市集云实验学校
班级:六年级(5)班
姓名:南皓杨
指导老师:蔡芙雅
特工必备技能之传送秘密情报——关于隐形墨水的研究
摘要
【摘要】据说南北战争时期，乔治·华盛顿的军队传送秘密情报用的是柠檬汁做“隐形墨水”？伟大的领袖列宁因参加革命而被捕入狱，沙俄时代的监狱规定可以看书但不能写字，在狱中机智过人的他用牛奶做“隐形墨水”，用面包做“墨水瓶”把字悄悄地写在旧书报上……
【关键字】柠檬、牛奶、隐形墨水、秘密情报、无字天书
研究起因
每次在电视上看到特工、间谍、密探，我就特别兴奋特别好奇，电视中的特工不但有好身手还有很多技能，他们可以飞檐走壁还能收集、传送很多机密文件，比如：密写作为间谍最早的联络方法之一，即利用某些有机化合物或无机化合物对纸张的潜隐性能，在纸上写出眼睛看不见的文字，再通过一定的光、热、蒸汽和化学的作用显示出字迹来的一种秘密的通信方法。那么牛奶、柠檬真的能作为隐形墨水写出无字天书吗？对此我产生了浓厚的兴趣并展开了研究。
研究过程
实验一
发现神秘的隐形墨水
1.实验材料
白醋、白糖、小苏打、柠檬、牛奶、蜡烛、棉签、打火机、一杯清水、五个的小量杯、五张A4白色复印纸
2.实验过程
①分别把五种溶液（白醋、柠檬、小苏打、白糖、牛奶）倒入小量杯。
②用棉签蘸取五种溶液分别在白纸上写字。
③写完一种溶液用计时器计时字迹完全干透的时间，并且干了观察并记录有没有没留下书写过的痕迹，再点起蜡烛用火烤白纸，并用计时器计时并记录每种溶液写的字能否显现出来和花多少时间显现出来，并且观察并记录显现的字迹颜色。
3.实验现象①
用白醋做隐形墨水用时6分40秒字迹完全干涸，并且干后无痕迹，用火烤3分50秒字迹完全显示出来，呈棕黄色，期间我稍微不注意差点把纸烧破了。ps：还是要注意把握火苗和纸的距离。
3.实验现象②
用柠檬汁做隐形墨水用时15分49秒字迹才完全干了，但是略有印记，仔细分辨还是能看出是之前写过字的纸张，用火烤了3分05秒之后字迹完全显示出来，呈浅浅的土黄色，但是颜色比白醋写出来的浅，相比较还是白醋更适合写“无字天书”。
3.实验现象③
用时17分36秒用牛奶写的字迹完全干了，但是稍微有点痕迹，跟柠檬汁写的差不多，仔细辨别该纸张还是能看出写过字的，用火烘烤3分05秒之后字迹完全显示出来，呈黄褐色。
3.实验现象④
用时12分35秒，用苏打水写的字迹完全干透，纸张上基本看不清书写过的痕迹但是稍微有点粉末状残留，估计是之前苏打水浓度过高的原因，经过1分46秒用火烘烤，字迹很快显示出来，并呈黑褐色，有个部位不小心被我烤焦了个洞，还是要注意火苗的距离。
5.实验现象⑤
用时13分13秒纸上的白糖水完全干透，只留有一点点印记，比牛奶和柠檬水的印记要淡得多，用火烤了2分54秒之后字迹显现出来，呈黄褐色，接近牛奶写出来的字。
4.实验分析与结论
①小苏打溶液干燥后无色透明，几乎不会再纸上留下痕迹，纸张加热后小苏打受热含碳化合物的化学键被破坏掉了，就变成了碳，所以字迹就显示出来了。相对于之前的几个实验，用小苏打水做的隐形墨水是烘烤后字迹最浓的。②白糖含有碳元素，含碳的物质遇火会燃烧，因此用白糖水写的字经过火烤之后糖分脱水，颜色就显现出来了。③白醋当中的醋酸会轻度腐蚀纸张的纤维，使其变得容易被高温烤焦，在火焰的烘烤下，被腐蚀的地方比不被腐蚀的地方更容易烧焦，因此显示出深棕色的字迹。④柠檬内含有一种成分叫柠檬酸，它是一种重要的有机酸，遇到热会发生氧化反应。所以我们加热白纸时，纸上的柠檬酸发生了氧化反应，改变了颜色所以原本隐形的字迹就显示出来啦，通过实验我发现据说南北战争时期，乔治·华盛顿的军队传送秘密情报用的是柠檬汁做“隐形墨水”是真的可以做到的！⑤牛奶中含有大量的蛋白质，蛋白质在60度左右发生变性，会在纸上显示出来，而纸的燃点达到130度以上，所以牛奶能更快在纸上显现出来。看来列宁吃墨水瓶的故事是真的，他真的太有智慧了！
五种溶液综合对比
用不同的溶液制成的隐形墨水，到底哪种更适合写密信传送机密呢？下面我们来做对比研究！（图1为五种溶液，实验成品见图2，综合表1为五种实验对比）
综合表1
综合实验的结果：
干透时间：白醋 > 小苏打 > 白糖 > 柠檬 > 牛奶
烘烤时间：小苏打 > 白糖 > 柠檬 、牛奶 > 白醋
字迹残留：白醋 > 小苏打 > 白糖 > 牛奶 > 柠檬
烘烤后字迹颜色：小苏打 > 白醋 > 白糖 > 牛奶 > 柠檬
综合实验的结论：
经实验发现白醋和小苏打的干透时间、字迹残留、烘烤时间、烘烤后字迹的颜色都明显优于其余三种溶液，说明它们更适合做隐形墨水。
实验二
同种溶液不同纸质的对比实验
1.实验材料
白醋、白糖、小苏打、柠檬、牛奶、蜡烛、棉签、打火机、一杯清水、五个的小量杯、五张白色宣纸，五张白色水粉纸
2.实验过程
①分别把五种溶液（白醋、柠檬、小苏打、白糖、牛奶）倒入小量杯。
②用棉签蘸取五种溶液分别在宣纸写字。
③写完一种溶液用计时器计时字迹完全干透的时间，并且干了观察并记录有没有没留下书写过的痕迹，再点起蜡烛用火烤白纸，并用计时器计时并记录每种溶液写的字能否显现出来和花多少时间显现出来，并且观察并记录显现的字迹颜色。
3实验现象①
卡纸的实验现象(如下图展示)
3实验现象②
水粉纸的实验现象(如下图所示)
3实验现象③
宣纸的的实验现象（如下图所示）
4实验的分析与结论
卡纸比较厚，不管使用哪种溶液烘烤的时候背面都会出现不同程度的烧焦情况，而且气味刺鼻，有浓烟；水粉纸是三种纸里面，写完干的最快，且都没留下痕迹的一种纸，但效果显现不怎么理想，宣纸是让我最意外的一种纸，想不到除了牛奶之外，写完都不留痕迹，而且烘烤后也能显现出字迹，原本以为一放在火上烘烤肯定就着火了，效果大大出乎意料之外，不过在做白醋实验的时候我烧掉了三张宣纸，还好妈妈给我准备了一桶水在边上，结合以上综合表和图所示，我认为小苏打无论是从字迹残留还是烘烤后字迹颜色来看都是明显优于其他四种溶液，更适合做隐形墨水使用。
实验三
彩色纸的对比研究
1.实验材料
小苏打、棉签、打火机、一杯清水、五种不同颜色的纸
2.实验过程
①用棉签蘸取小苏打分别写在五种颜色的纸上。
②写完一种计时并观察看透情况记录时间。
③再点起蜡烛用火分别烤五种颜色的纸，并用计时器计时并记录每种颜色的纸写的字能否显现出来和花多少时间显现出来，并且观察并记录显现的字迹颜色。
3.实验现象
除了黄色的纸字迹明显显露和红色纸有粉质残留外，其余几种颜色均无痕（见下图表所示）
烘烤后颜色深浅：黄色＞红色＞蓝色＞紫色＞绿色
干透时间：蓝色＞绿色＞紫色＞黄色＞红色
字迹残留：除了黄色红色其余均无痕
烘烤时间：红色＞绿色＞蓝色＞黄色＞紫色
4.实验结论与分析
虽然几种颜色的纸都可以做隐形墨水的介质，烘烤后字迹颜色也略有差异，但是通过实验我发现浅色的纸更适合做隐形墨水的书写，黄色和红色的纸虽然烘烤后字迹颜色比较深，在未烘烤之前就暴露了隐形墨水的存在，所以要传送机密情报的话还是使用浅色纸哦，你get到这个特工技能了吗？
进一步研究
关于这个课题我还想继续研究以下几个问题：
1、据说洋葱水、蜂蜜、盐水、蛋清也可以做隐形墨水，下次可以尝试一下。
2、这些物质到底能不能跟其他物质一起有化学反应，能不能通过其他形式显现出来，不一定要用火烘烤呢？
3、有没有一种隐形墨水能反复加密解密？
收获与体验
通过以上实验，使我发现了牛奶、柠檬汁真的可以作为隐形墨水来写无字天书，我还发现小苏打和白醋居然比牛奶和柠檬更具有隐蔽性，更适合做隐形墨水；还有浅色的纸比深色纸更适合做隐形墨水的介质。在实验过程中我收获了不少科学知识，让我对神奇的科学领域更为好奇，我将继续努力探索未知的科学谜题，创造奇迹！