Science onderhuids: practica met tattoo-inkten Teach article
Vertaald door Piet Das. Waarom zou je natuurwetenschappen niet relevanter maken voor het leven van je leerlingen met een aantal eenvoudige practica met behulp van tatoeage-inkten?
In de afgelopen jaren is tatoeëren steeds populairder geworden, vooral onder jongeren . Waarom? Leuk, een statement van hun persoonlijke identiteit en de druk van de omgeving zijn allemaal mogelijke motivaties. Toch moet de beslissing om een tattoo te nemen niet alleen gaan over sociale of esthetische redenen. Andere overwegingen moeten ook zijn zorgen om de gezondheid: watvoor ingrediënten zitten in tatoeage-inkt, wat zijn de risico’s van onreine tatoeëringspraktijken, wat kost de mogelijke verwijdering van een tatoeage en wat moet de minimumleeftijd voor het krijgen van een tattoo zonder ouderlijke toestemming zijn?
Achter alle tatoeëringspraktijken zit veel natuurwetenschap: van de biochemische effecten van tatoeage-inkten tot de chemie van pigmenten. Om wetenschap relevanter te laten zijn voor het leven van onze leerlingen, hebben we een lesplan voor de onderbouw van middelbare scholen ontwikkeld, met practica over tatoeages (Stuckey et al, 2013; Stuckey & Eilks, 2014; Stuckey & Eilks, 2015). Hier presenteren we vier van de practica om de samenstelling en de thermische stabiliteit van tatoeage-inkten te onderzoeken.
Metaalionen opsporen in tatoeage-inkten
Enkele componenten van de tatoeage-inkt, zoals zware metaalverbindingen, kunnen schadelijk zijn voor de gezondheid. Een eenvoudige vlamtest kan worden gebruikt om de aanwezigheid van verschillende metalen in tatoeage-inkten te ontdekken.
Materialen
tatoeage-inkt.
Afbeelding met dank aan de
auteurs
Elke groep leerlingen heft nodig:
- Houten splinters
- Een brander
- Kruisbektangen
- Een selectie tatoeage-inkten ( verschillende kleuren en merken)
Procedure
- Dip het uiteinde van een splinter in een druppeltje tatoeage-inkt.
- Houd de splinter in de vlam van de brander met de kruisbektang.
- Schrijf de kleur van de vlam op. De kleur komt overeen met specifieke metaalatomen in de inkt. Bijvoorbeeld blauwe tatoeage-inkten geven meestal een groene vlam vanwege de aanwezigheid van koperatomen.
- Snijd het gebruikte eind van de splinter af of gebruik een nieuwe om de proef te herhalen met een ander inktmonster.
- Schrijf veronderstellingen op over welke metalen in welke inkten zitten.
Bespreek met je leerlingen of er zorgen kunnen zijn over allergie of veiligheid van deze metalen. Zo kan bijvoorbeeld rode inkt met chroomzouten vaak allergische reacties veroorzaken.
De bestanddelen in de inkten identificeren
74160)
Afbeelding met dank aan
Nicola Graf
Hoewel er een Europees regelgevend kader is voor tattoochemicaliën, hebben niet alle landen dat ondertekend. In sommige landen, zoals Duitsland, moeten tatoeage-inkten erkend zijn en begrijpelijk geëtiketteerd. Niet van alle merken tatoeage-inkt zijn deze details bekend. Hoewel ze niet zijn erkend voor gebruik in Duitsland, kunnen ze echter goedkoop worden gekocht via het internet. Als je tatoeage-inkten begrijpelijk zijn geëtiketteerd, kunnen uw leerlingen de inhoud gedetailleerder onderzoeken.
- Maak een lijst van de kleurstoffen in de inkten met daarbij het “CI” nummer, waarbij je verwijst naar de etiketten.
- Raadpleeg de Colour Indexw1, een online referentie databank van kleurstoffen en pigmenten, om de identiteit van de stoffen te bepalen . Bijvoorbeeld , CI 74160 , die is gevonden in een aantal blauwe tatoeage-inkten, is het pigment ftalocyanineblauw, een kopercomplex.
- Hoe verhouden deze resultaten zich vergeleken met de resultaten van de vlamproeven uit de vorige opdracht?
- Wat kun je te weten komen over deze pigmenten ? Zijn er bijvoorbeeld gevaren voor de gezondheid? Voor welke andere doeleinden worden de pigmenten gebruikt? Sommige tattoo pigmenten, zijn bijvoorbeeld ook gevonden in autofinish.
Waarom zou het een probleem zijn als je tatoeage-inkten niet begrijpelijk geëtiketteerd zijn?
Stabiliteit van tattoeage-inkten
Leerlingen kunnen ook de thermische stabiliteit van verschillende tatoeage-inkten onderzoeken. Het is belangrijk dat de inkt thermisch stabiel is om te vermijden dat ze veranderen wanneer ze in de huid getatoeëerd zijn.
Materialen
verwarmd gedurende 30
seconde.
Afbeelding met dank aan de
auteurs
- Porseleinen smeltkroesjes met deksel
- Kruisbektangen
- Een driepoot
- Metalen gaasje
- Een brander
- Een aantal tatoeage-inkten
Werkwijze
- Doe een druppel van een inkt in het porseleinen smeltkroesje.
- Doe het deksel erop en zet het op het gaasje boven de brander.
- Verhit het kroesje 30 seconden, haal hem dan boven het vuur weg met de tang.
- Haal het deksel eraf en beschrijf alle veranderingen in het uiterlijk van de inktdruppel.
- Herhaal dit met de andere inkten.
Veel tatoeage-inkten zijn behoorlijk hittebestendig maar andere ontleden snel tot een modderige bruine massa. Bij de test door leerlingen, ontleedden enkele goedkope inkten, gekocht via het internet, al snel. Ook zijn er meldingen van enkele inkten die verkleurden bij blootstelling aan zonlicht.
Onderzoek naar de invloed op de enzymactiviteit
De invloed op de gezondheid van tatoeage-inkten op de gezondheid kan onderzocht worden door te kijken naar de effecten op de enzymactiviteit.
Materialen
- Bekerglazen
- Petrischaaltjes
- Verdund waterstofperoxide (3%)
- Rauwe aardappelen
- Een aantal tatoeage-inkten, verdund met water tot een dunne, waterachtige substantie.
Uitvoering
- Snij een aardappel in stukjes van ongeveer 1 cm3.
- Zet een aardappelstukje in een van de verdunde tatoeage-inkten en laat het 10-15 minuten staan.
- Haal het aardappelstukje eruit en zet het in een petrischaaltje met de waterstofperoxide-oplossing.
- Let op wat er gebeurt.
- Herhaal dit met de andere tatoeage-inkten.
- Zet een aardappelstukje dat niet in de inkt heeft gestaan in het petrischaaltje gevuld met waterstofperoxide-oplossing.
Aaardappelen bevatten het enzyme katalase, dit is een katalysator voor het uiteenvallen van waterstofperoxide in water en zuurstof. Het aardappelstukje dat niet in de tatoeage-inkt heeft gestaan zal sterk met de waterstofperoxide-oplossing reageren, waardoor het gaat bruisen als de zuurstof ontstaat. De reacties van de behandelde aardappelstukjes zullen variëren, omdat veel van de metaalionen die in tatoeage -inkten zitten ( zoals koper) de werking van de katalyse remmen. - Hoe zouden de waargenomen effecten op de aardappelstukjes te vertalen zijn naar het menselijk lichaam? Zijn er effecten die reden voor bezorgdheid geven?
References
- Stuckey M et al (2013) The meaning of ‘relevance’ in science education and its implications for the science curriculum. Studies in Science Education 49: 1–34. doi: 10.1080/03057267.2013.802463
- Stuckey M, Eilks I (2014) Raising motivation in the chemistry classroom by learning about the student-relevant issue of tattooing from a chemistry and societal perspective. Chemistry Education Research and Practice 15: 156–167. doi: 10.1039/C3RP00146F
- Stuckey M, Eilks I (2015) Chemistry under your skin? Experiments with tattoo inks for secondary school chemistry students. Journal of Chemical Education 92: 129–134. doi: 10.1021/ed400804s
- De ondersteunende informatie die online staat bevat instructies voor het uitvoeren van de experimenten.
Web References
- w1 – De kleurenindex is een online referentie -database van kleurstoffen en pigmenten.
Resources
- Instructies in het Duits om deze en andere vergelijkbare practica met tatoeage-inkten uit te voeren kunnen gratis downloaded free of charge worden van de website Profiles Bremen.
- Volledige onderwijs- en leermaterialen voor de practica (in het Duits) is te vinden in :
- Stuckey M, Eilks I (2014) Tätowierungen – Chemie, die unter die Haut geht. RAABits Chemie Sekundarstufe I, February: 1-30
Review
Hoewel nog niet alomtegenwoordig, zie je tatoeages vaker in de afgelopen jaren en het krijgen van een tatoeage zou nu door veel leerlingen als een overgangsrite naar de volwassenheid kunnen worden beschouwd. De practica beschreven door Stuckey en Eilks wijzen op een extra aspect van tatoeages die die leerlingen moeten overwegen bij de beslissing om al dan niet “geïnkt “, te worden, namelijk de chemische samenstelling van de inkten die worden geïmplanteerd in de huid tijdens het tatoeëren.
Voor de leraar in de natuurwetenschappen, laat deze tatoeagecontext de hedendaagse relevantie zien van methoden van chemische analyse en toxicologische onderzoeken: papier chromatografie en dunnelaagchromatografie mogen op schoollaboratoria worden uitgevoerd , op voorwaarde dat de benodigde oplosmiddelen gewoon te koop zijn. Vragen over de regulering van chemische stoffen voor consumenten worden ook gesteld, en zouden een onderzoeksonderwerp voor leerlingen kunnen zijn. Bovendien bieden deze onderzoeken een kans op een gesprek over persoonlijke, juridische en gezondheidskwesties in verband met het tatoeëren, die ook kan leiden tot discussies over zelfbeeld, groepsdruk en eigen besluitvorming. Een leraar in de natuurwetenschappen die het uitvoeren van dit onderzoek overweegt zou er goed aan doen om te spreken/collega’s te betrekken die op hun school betrokken zijn bij de persoonlijke, sociale-, gezondheids- en burgerschapsonderwijs ( of gelijkwaardig ) om enig inzicht in de pastorale problemen die kunnen ontstaan te krijgen.
Matthew Fletcher, Kingswood School, VK