偶遇新藍,哇哦!


材料牛注:運氣也是實力的一部分!意外發現新藍,不僅將產生巨大商業價值,而且還將重新刷新人類的感官極限,更有可能創造整個光譜!

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2009年,美國俄勒岡州立大學材料學教授Subramanian如往常一樣在實驗室和學生們一起研發新材料,以期能應用于電子學領域。他們將化學藥劑混合并研磨,之后置于超過2000華氏度的環境下加熱。

一名研究生Andrew E. Smith將特定的爐子混合后發現了令人驚訝的結果:亮藍色。“你可知Louis Pasteur說過什么嗎?”?Subramanian問道,“幸運總是降臨于有準備的人。”法國化學家、微生物學家Pasteur因偶然發現家禽霍亂病的疫苗而一舉成名。事實證明,Smith 和Subramanian是偶然發現一種在過去200多年間都未經發現的藍色顏料——新藍。

Subramanian立馬意識到其重要性,他表示:“幾個世紀以來,人們一直都在不停地尋找一種上佳耐用的藍色。”顏料里有什么?在了解這種藍色為何如此特殊之前,讓我們先簡單了解下光和金屬。他說:“顏色是光譜的一部分,所以你不能看到顏色,你只能看到具有特定顏色的材料。”

光譜包含紅色、橙色、黃色、綠色、藍色和紫色——不含靛藍色。顏料是一種吸收色彩光譜特定部分并反射其他部分的材料。這種物質由于其化學成分包含釔(Y)、銦(In)和錳(Mn)氧化物,故將其命名為“YInMn藍”。在這種情況下, YInMn藍吸收紅、綠波長同時反射藍波長,這樣它看起來就是一種非常明亮的藍。

如今,這種獨特的藍被認為是一種“復合無機顏料”,根據牧羊人公司的Geoffrey Peake表示,這意味著在自然界中不存在這種顏料(比如青藍就是從巖石、天青石中提取出來的),而是通過混合多種金屬氧化物(金屬元素和氧的結合)制得的。

彩通公司的運營副總裁Brooks Tippett說道:“在我們的系統中,藍是要求最高的色系之一”。藍色——象征著孤獨、圣神、憂郁和玩世不恭。它是第一種人造顏料,同時也是持續最久且跨越文化發展的顏色。

對于其上所有的緣由,莫過于藍色的顏料從自然中提取出來十分困難且花費昂貴。舉例而言,天青石主要是在阿富汗和巴基斯坦開采,所以合成顏料更易大量生產且更耐用。

在19世紀早期,新合成的無機藍顏料:鈷藍(一種鈷和鋁氧化物混合的物質),已投入商業化生產。但是如果大量攝入,鈷藍會有一定的毒性。且它的熱反射性能并不是特別好,它會隨著時間而褪色。就顏料而言,這些并不是糟糕的缺點,但如果有更好的一種顏料恰好被研制出來呢?

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最酷色——藍

Subramanian 、Smith和俄亥俄州立大學化學系的Arthur Sleight教授共同為YInMn材料申請了專利。?之后,在Journal of the American Chemical Society上發表了關于他們和其他研究者共同科研成果的論文。Peake表示,那之后不久,Shepherd Color公司就開始和俄亥俄州立大學合作測試這種顏料。

不像彩通公司那樣,牧羊人公司不怎么關注顏料在時尚、藝術或者是其他個性化的用途。它更多的是研究如何使涂料和塑料制品更耐用,適用于像屋頂和外墻這樣的戶外場合。這也是為什么還沒有一種藍的名稱比YInMn藍更令人興奮的原因,當你身為工業制造商時,有一個吸引眼球的名稱并沒太大必要。

Peake說道,牧羊人公司對新型顏料主要關注四個方面:它是否比已有顏料更優?它是否能夠經受起像天氣、高溫這樣的因素?它是否具有成本優勢?它是否會面臨監管或者環境問題?“他們立即發現這的確是一種獨特的藍,因為它的熱反射超過鈷藍,它相當穩定且像天青石色一樣好。”?Subramanian說。

將其制作成涂料和塑料制品,在陶瓷和金屬應用中,牧羊人公司的測試也表明了YInMn藍比其他藍能更好的經受油、水、光照的環境。

一旦環境保護部門批準YInMn藍用于商業生產,牧羊人公司就會將其賣給其他公司,賣出的每公斤顏料,牧羊人公司都會付版稅給俄亥俄州立大學。

這就像是一個唱片合約,由Subramanian的團隊和俄亥俄州立大學共同發行曲子,但是由牧羊人公司負責市場和銷售——他們將嘗試使它成為一匹“黑馬”。在顏料行業,有一匹新的“黑馬”是少見的事。Peake說:“我在這行干了27年了,在這個時間段內,世界范圍大概有五六種新型無機顏料已商業化。”

更廣泛的調色板

人們總是尋找更多的顏色。Peake表示,牧羊人公司有研發實驗室能夠系統地探索新顏料化學。在2012年,這個實驗室發現了NTP黃,公司申請了專利且在售賣。

Subramanian目前的研究項目包括尋找一種更好的紅顏料,一旦找到該顏料,將把它用于高要求的環境中。重金屬和其他有毒物質中更易提取出紅色,比如說汞和鉛。

與此同時,因舉辦年度顏色競賽而出名的彩通公司,常常對其顏色系統的標準化施加新壓力。但根據彩通副總裁Tippett表示,這些壓力主要是針對設計者和時尚室內設計行業,是基于一組常見的顏料。他說:“盡管我們已經有上千種顏色了,但令人驚訝的是,客戶的最高需求就是他們需要更多的顏色”。

盡管彩通公司還沒有拿到YInMn藍的許可證,但Tippett表示,公司上下對將要擁有一種新顏料的所有可能性而感到激動不已。畢竟,這不僅僅只是它提供了一種藍色這么簡單,它能通過混合創造出整個光譜的顏色。事實上,Subramanian已著手開展這項工作,向YInMn藍中加入鈦和鋅混合后能生成紫色材料;橙色、黃色和綠色將很快生成。

哈佛大學藝術博物館《福布斯》色素集合的看管者Narayan Khandekar為了展出,已經得到了YInMn藍的樣品,并且不久之后,將計劃展出包括Subramanian的其他作品。Khandekar表示,他期待著新型顏料在藝術家的手中發揮可能性,那時人們將真正看到YInMn藍的重要性。

Khandekar還說道:“我認為人們通常認為顏色的存在是理所當然的,他們不假思索地認為他們看到的每種顏色——每輛車、每塊塑料——都是有一層染料附在上面,總有人會清楚且明白那是怎么做到的,當你將顏料用于藝術時,人們將改變想法且相當關注。”

參考原文鏈接:A Chemist Accidentally Creates A New Blue. Then What?

本文由編輯部尉谷雨提供素材,謝曉靖編譯,劉宇龍審核,點我加入材料人編輯部

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