Oavsett om de är ultramarin, cerulean, egyptisk eller kobolt, har blå pigment färgat konstverk i århundraden. Nu, till synes ur det blå, har forskare upptäckt ett nytt blått pigment som använder mindre kobolt men som fortfarande bibehåller en strålande glans.
Även om något sådant bara kan hända en gång i en blå måne, är det koboltdopade bariumaluminosilikatfärgämnet som beskrivs i ACS Applied Optical Materials tål de höga temperaturer som finns i en ugn och ger en ljus färg till glaserade plattor.
Många av de lysande blå pigmenten - som de i antikt kinesiskt porslin eller verk av Claude Monet - använder sig av koboltbaserade föreningar, inklusive den berömda "koboltblå". Även om metallen i sig är giftig, i mineralform, har den hög kemisk och termisk stabilitet, och dessa egenskaper gör koboltaluminat till ett av de enda pigmenten som är lämpliga för högtemperaturapplikationer, inklusive keramikglasyr.
Idag används kobolt i litiumjonbatterier och efterfrågan på metallmalmen kommer sannolikt att öka när behovet av batterikraft ökar. Som ett resultat av detta söker forskare, inklusive Peng Jiang och kollegor, efter alternativa pigment som kräver färre koboltjoner och som fortfarande har en klar blå nyans.
Teamet baserade sitt nya pigment på ett bariumfältspatmineral (BaAl2 Si2 O8 ) som också har hög temperatur och kemisk stabilitet. Föreningar som innehöll barium, aluminium, kisel och kobolt maldes samman, pressades till ett ark och värmdes sedan till över 2550 grader Fahrenheit för att bilda pigmentet.
Sedan blandade forskarna pulvret till en keramisk glasyr, sprayade det på plattor och brände dem för att producera glaserade bitar av keramik. Pigmentet var stabilt vid temperaturer upp till 3200 grader – långt över den typiska bränningstemperaturen för en keramikugn – och upplevde endast små färgförändringar när det exponerades för antingen sura eller alkaliska lösningar, vilket visar föreningens stabilitet.
Plattor besprutade med den pigmenterade glasyren bibehöll en slät, ljus yta som fördjupades i färgen när koncentrationen av kobolt i pigmentet ökade. Forskarna säger att detta nya pulver avsevärt minskar mängden kobolt som behövs, vilket resulterar i ett billigare, lättare att producera blått keramiskt pigment.
Mer information: Zhiwei Wang et al, Användning och egenskaper hos Co2+-dopade BaAl2Si2O8 blå pigment i glasyrer, ACS applicerade optiska material (2024). DOI:10.1021/acsaom.3c00419
Tillhandahålls av American Chemical Society
