研究人员利用受月亮启发的红洋红色推进颜料化学

俄勒冈州立大学的一位研究人员在2009年用鲜艳的蓝色颜料创造了色彩历史，受月球矿物学和古埃及化学的启发，开发出了持久的淡红色洋红色。

俄勒冈州立大学杰出化学教授MasSubramanian及其合作者在《材料化学》杂志上报告了这项研究的结果。

这种新型颜料可用作车辆和建筑物的节能涂料，以二价铬Cr2+为基础，并且是第一个将其用作发色团的颜料;发色团是分子的一部分，通过反射某些波长的光同时吸收其他波长来确定颜色。

俄勒冈州立大学理学院材料科学米尔顿·哈里斯教授萨勃拉曼尼亚说：“迄今为止，还没有报道称地球上的矿物含有二价态的铬作为其中一种成分。”“然而，对阿波罗任务收集的月球矿物样本的分析表明，铬以二价态存在。”

二价铬具有与三价锰相同数量的不成对电子，三价锰是Subramanian团队15年前发现的YInMn蓝色的发色团。ShepherdColorCompany授权YInMn蓝色用于各种涂料和塑料，它还启发了新的Crayola蜡笔颜色：Bluetiful。

当YInMn蓝色被发现时，研究人员一直在试验可用于电子应用的新材料，并将氧化锰(黑色)与其他化学物质混合，然后在熔炉中将它们加热到近2,400华氏度。

他们的一个样品呈亮蓝色，以组成元素钇、铟和锰命名为YInMn蓝。这是两个世纪以来首次发现蓝色颜料，在安全性、耐用性以及鲜艳度方面取得了巨大进步。

在这项新研究中，Subramanian、研究员JunLi和研究生AnjaliVerma受到埃及蓝中作为发色团的二价铜的启发，埃及蓝是世界上第一种已知的合成颜料，其历史可以追溯到5000多年前。

研究人员用二价铬取代了埃及蓝中的二价铜，从而产生了耐用的淡红色洋红色颜料。为了稳定地球上的二价铬，研究人员在从金属铬、三氧化铬和其他化学品开始合成过程中，在高真空下维持了近2,500华氏度的高温。

“当今使用的大多数洋红色颜料都是有机化学品，当暴露在紫外线和太阳热量下时，它们会遇到稳定性问题，因为它们会破坏有机化学键，”萨勃拉曼尼安说。“无机洋红色颜料很罕见，大多数都需要大量的钴盐，这对人类和环境都有害。”

作者指出，俄勒冈州立大学研究人员开发的洋红色颜料由于制备温度高而具有热和化学惰性，并且在暴露于酸和碱时结构和光学上保持不变。

此外，与含钴颜料不同，铬基洋红色颜料能够高度反射来自太阳的热量，这意味着它们具有冷却特性，可以为涂有它们的汽车和结构节省能源。

“大多数颜料都是偶然发现的，”萨勃拉曼尼亚说。“原因是，材料颜色的来源不仅取决于化学成分，还取决于晶体结构中原子的复杂排列。所以必须先在实验室中制造材料，然后研究其晶体结构彻底解释颜色。”

他补充说，尽管量子力学理论和计算方法最近取得了进展，但预测能够产生所需颜色的浓烈无机颜料的晶体结构仍然难以实现。

“我们第一次很幸运地获得了YInMn蓝色，现在我们正在提出一些基本的化学和晶体结构设计原理，以合理地创造新的颜料，”他说。

“确定产生鲜艳色彩所需的关键结构成分应该可以缩短颜料发现之间的时间。科学并不总是遵循规定的路径，但我们正在探索以二价铬作为发色团在晶体结构的不同配位环境中的颜料。各种无机化合物。”