Синий — популярный и любимый цвет, но на удивление редкий в природе. В отличие от красного, желтого и зеленого пигментов, которые в изобилии встречаются в растениях, минералах и животных, синий найти гораздо сложнее. Это заставило многих задуматься — существует ли вообще натуральный синий пигмент?
Дефицит синих пигментов в природе сводится к химии. Пигменты отражают определенные длины волн видимого света и поглощают другие. Красные, желтые и зеленые пигменты отражают более длинные волны света. Синий свет имеет более короткую длину волны, поэтому синие пигменты должны иметь определенную молекулярную структуру, чтобы отражать синие длины волн.
Однако эти типы молекулярных структур редко встречаются в биологических организмах. Более короткие длины волн света, как правило, имеют более высокую энергию и, следовательно, могут быть вредны для тканей и ДНК. В результате организмы эволюционировали, чтобы избегать внутреннего производства синих пигментов.
Существует также относительно небольшое количество синих минералов по сравнению с другими цветами. В то время как такие элементы, как железо, могут легко образовывать соединения, поглощающие более длинные волны и имеющие красный/желтый цвет, вещества, которые могут структурно производить синий цвет, встречаются реже.
Этот дефицит означает, что на протяжении большей части человеческой истории не было природных источников синего красителя или пигмента. Производство насыщенных оттенков синего было сложной задачей, а синяя одежда или краска были дорогими и ассоциировались с престижем.
Без природных источников ранним цивилизациям приходилось проявлять творческий подход в синтезе синих пигментов. Вот несколько примеров ранних искусственных синих красок и красок:
Эти ранние синтетические синие пигменты были дорогими и требовали много времени для изготовления. Их яркие оттенки были сохранены для самых драгоценных и священных применений.
Хотя это и редкость, есть несколько природных источников, которые обеспечивают синюю пигментацию без искусственного синтеза:
Эта яркая синяя метаморфическая порода ценилась на протяжении тысяч лет. Из молотого лапислазури получается пигмент ультрамариновый синий. Однако ультрамарин был чрезвычайно дорогим из-за дефицита мест добычи лазурита.
В начале 1700-х годов Дисбах и Диппель случайно создали этот темно-синий пигмент, экспериментируя с соединениями железа. Берлинская лазурь дала свое название и отличительный цвет прусской армейской форме.
Этот мягкий синий минерал состоит из гидратированного фосфата железа. Он образуется естественным образом в некоторых геологических отложениях и использовался в качестве пигмента в Древнем Египте.
Яркий синий медный минерал, часто встречающийся рядом с малахитом. Азурит использовался в качестве пигмента на протяжении тысячелетий и до сих пор иногда используется традиционными художниками.
Этот белок, содержащий атомы меди, придает некоторым морским существам, таким как осьминоги и мечехвосты, голубой цвет крови. Однако сбор гемоцианина в качестве красителя нецелесообразен.
| Природный источник | Химический состав | Оттенок |
|---|---|---|
| Лазурит | Натрий, алюминий, кремний, сера | Глубокий яркий синий |
| Берлинская лазурь | Железо, цианид | Темно-синий |
| Вивианит | Железо, фосфат, вода | Бледно-голубой |
| Азурит | Медь, углерод, гидроксид | Ярко-синий |
На протяжении большей части истории яркий синий цвет красителя индиго получали исключительно из растений семейства индигоферовых. Извлечение и обработка красителя были трудоемкими, а доступность урожая была ограничена. Это сделало одежду, окрашенную индиго, предметом роскоши.
В конце 1800-х годов химики начали изучать молекулы, которые придавали растениям индиго их фирменный цвет. Они пришли к выводу, что краситель индиго произошел от бесцветной молекулы, называемой индиканом, которая присутствовала в клетках растений. В результате ряда химических реакций индикан разделился на глюкозу и индоксил. При контакте с воздухом индоксил затем спонтанно стал синим.
Вооружившись этими знаниями, химики поспешили синтезировать последовательность молекул, необходимую для получения красителя индиго без использования растений. В 1880 году фон Байер впервые искусственно создал индоксил. Затем в 1897 году он получил Нобелевскую премию за успешное производство синтетического индиго.
Доступность недорогого синтетического индиго произвела революцию в текстильной промышленности. Стало возможным производить темно-синий деним и другие ткани по доступной цене в огромных масштабах. Сегодня подавляющее большинство красителя индиго производится синтетическим путем.
Помимо синтетического индиго, за последнее столетие было искусственно создано множество других синих пигментов и красителей, в том числе:
Это семейство органических соединений было открыто случайности в 1928 году и в настоящее время является одним из наиболее широко используемых промышленных синих пигментов, ценимых за его стабильность и стойкость цвета. Фталоцианиновые синие могут варьироваться от бирюзового до сине-зеленого и средне-синего.
В 1826 году химики открыли процесс синтеза дешевой имитации натурального ультрамаринового синего, которая не стоила дорого, как измельченный лазурит. Это сделало яркую синюю краску доступной для более широкого спектра художественных применений.
После своего первоначального случайного открытия химики очистили краситель берлинская лазурь, сделав его более стабильным, и разработали намеренные методы его производства. К концу 1700-х годов берлинская лазурь стала дешевой и использовалась в красках, тканях и других целях.
| Синтетический пигмент | Дата создания | Применение |
|---|---|---|
| Фталоцианиновый синий | 1928 | Красители, краски, пластик |
| Синтетический ультрамарин | 1826 | Художественные краски |
| Синтетическая берлинская лазурь | 1700-е годы | Краски, красители, чернила |
Хотя природные синие пигменты редки, человеческая изобретательность заполнила пробел с помощью синтетической химии. Поиски искусственных синих цветов раскрыли секреты молекул, таких как индиго и ультрамарин, и сделали яркие синие цвета доступными для всех. Благодаря этой истории открытий и решения проблем, синий цвет теперь легко доступен наряду со всеми другими цветами радуги.