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        藍(lán)色顏料發(fā)現(xiàn)者使關(guān)鍵設(shè)計(jì)向前邁進(jìn) 為未來的耐用 鮮艷顏料
        
			
        
				2019-12-17 10:44:42
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        俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)研究員十年前因偶然發(fā)現(xiàn)了兩個多世紀(jì)以來的第一種新型藍(lán)色無機(jī)顏料而創(chuàng)造了歷史，并再次推動了色彩科學(xué)的發(fā)展。
        

        OSU科學(xué)學(xué)院的Mas Subramanian分析了基于隕石中發(fā)現(xiàn)的礦物-鋰鐵礦的顏料的晶體結(jié)構(gòu)，為設(shè)計(jì)更多穩(wěn)定，耐用，無毒且色澤鮮艷的顏料鋪平了道路。
        

        藍(lán)色顏料發(fā)現(xiàn)者使關(guān)鍵設(shè)計(jì)向前邁進(jìn) 為未來的耐用 鮮艷顏料
        

        在國家化學(xué)基金會的支持下，這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會》雜志ACS Omega上。
        

        Subramanian和他的團(tuán)隊(duì)在2009年嘗試可用于電子應(yīng)用的新材料時發(fā)現(xiàn)了YInMn藍(lán)。
        

        Subramanian說：“我們很幸運(yùn)第一次使用YInMn藍(lán)色，現(xiàn)在我們提出了一些設(shè)計(jì)原則。”
        

        通過大量的人類歷史記錄，世界各地的人們一直在尋找可用于將事物涂成藍(lán)色的無機(jī)化合物，但通常效果不佳。大多數(shù)都存在環(huán)境或耐用性問題。
        

        Subramanian說：“大多數(shù)顏料是偶然發(fā)現(xiàn)的。” “原因是因?yàn)椴牧项伾钠鹪床粌H取決于化學(xué)成分，而且取決于晶體結(jié)構(gòu)中原子的錯綜復(fù)雜的排列。因此，有人必須首先制造該材料，然后徹底研究其晶體結(jié)構(gòu)以解釋顏色。”
        

        YInMn藍(lán)色之前，最后的藍(lán)色發(fā)現(xiàn)是鈷鋁氧化物系藍(lán)色，由法國化學(xué)家在1802鈷藍(lán)遺體合成的主導(dǎo)商業(yè)顏料，因?yàn)轭伾钠鋸?qiáng)度，易于合成和廣泛的適用性的。
        

        但是，其生產(chǎn)需要大量的鈷離子Co 2+，這對人類和環(huán)境都有害。
        

        通過分析基于菱鐵礦的藍(lán)色顏料的結(jié)構(gòu)，Subramanian開發(fā)了一種方法，可以在使用更少或完全替代有害致癌性鈷離子的同時，匹配或超越鈷藍(lán)的鮮艷度。
        

        基于鋰鈷礦的顏料由于其較高的制備溫度而比鈷藍(lán)更熱穩(wěn)定，并且在暴露于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿下在結(jié)構(gòu)和光學(xué)上保持不變。
        

        研究人員報告說，包含鈣，鋁，鈦以及鈷或鎳的氧化物可以結(jié)晶成類似于菱鐵礦的結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生一系列藍(lán)色。
        

        與傳統(tǒng)的鈷藍(lán)相比，可以通過調(diào)整將鈷(Co 2+)，鎳(Ni 2+)和鈦(Ti 4+)放置到堇青石結(jié)構(gòu)的三種可能的“發(fā)色團(tuán)”環(huán)境中來“調(diào)整” 新藍(lán); 這些是分子的一部分，它們通過反射某些波長的光而吸收其他波長來確定顏色。
        

        這項(xiàng)研究表明，發(fā)色團(tuán)在“三角形雙錐體形晶體環(huán)境”中的存在(該環(huán)境基本上由兩個以三角形為基礎(chǔ)的三角形金字塔組成)對顏色增強(qiáng)至關(guān)重要。
        

        Subramanian說：“菱錳礦的晶體結(jié)構(gòu)的這一部分，例如YInMn藍(lán)色，可以使藍(lán)顏色具有淡紅色。” 他說：“由于鈦的存在和鈷含量的減少，與傳統(tǒng)的鈷藍(lán)相比，堇青石藍(lán)具有更好的節(jié)能，熱反射性能。
        

        他補(bǔ)充說：“在自然界中，僅在隕石穿過地球大氣層時經(jīng)受過數(shù)千度高溫的隕石中才發(fā)現(xiàn)有菱鐵礦，因此這種結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定是有道理的。” “這些礦物結(jié)構(gòu)可能是設(shè)計(jì)耐用和安全的無機(jī)顏料的未來。”
        

        Subramanian說，確定鮮艷色彩所需的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)成分應(yīng)縮短發(fā)現(xiàn)顏料之間的時間，并補(bǔ)充說，科學(xué)并不總是遵循規(guī)定的道路。
        

        “研究就像是您在旅途中看到的東西，也許當(dāng)您到達(dá)那里時，并沒有想象中的那么有趣，但是一路上看到的東西比您想象的要有趣。”
        
			

			
          
        
			
        
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