Почему выцветают красители на основе лазурита: ответ российских ученых
Лазурит представляет собой минерал глубокого синего цвета. Его активно применяют в изготовлении пигментов для художественных и реставрационных работ. Различные экземпляры минерала отличаются по оттенку, что отражается на свойствах производимых материалов. Они подвержены постепенному выгоранию, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Ученые из Иркутского института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН вместе с коллегами изучили образцы лазурита, добытые на месторождениях Мало-Быстринское, Похабинское и Тултуйское в Прибайкалье. Минералы отличались размерами кристаллических частиц: одни были меньше 0,04 мм, тогда как другие доходили до 0,1−0,2 мм. Образцы подвергли термической обработке при температуре 800 °C в течение восьми часов. После этого ученые оценили, как изменились их характеристики, включая цвет.
Выяснилось, что интенсивность оттенка минерала определяется степенью окисления содержащейся в нем серы. В частности, глубокий синий цвет обусловлен наличием отрицательно заряженного трисульфидного радикала (частицы, состоящей из трех атомов серы). Другие же соединения серы либо вообще не влияют на цвет, либо создают дополнительные оттенки. Так, наличие нейтральной молекулы, включающей четыре атома серы (так называемый красный хромофор), придает кристаллу фиолетово-пурпурные тона благодаря наложению цветов.
Эксперимент по воздействию высоких температур продемонстрировал следующее: мелкодисперсные частицы лазурита (размером менее 0,04 мм) претерпевают частичное или полное обесцвечивание, тогда как крупнодисперсные зерна (0,1−0,2 мм) становятся темнее и приобретают выраженный фиолетовый тон. Причина заключается в том, что крупные зерна содержат кальцит. Этот компонент способствует сохранению равновесия между различными степенями окисления серы, препятствуя утрате окраски.
При нагревании мелких фракций лазурита содержащиеся в них кальцитовые включения перемещаются на поверхность минерального вещества и подвергаются разрушению. Они утрачивают возможность стабилизировать процессы окисления-восстановления серы. Из-за исчезновения кальцита трисульфидные радикалы ускоренно взаимодействуют с атмосферным кислородом, приводя к потере характерного синего цвета минерала.
«Наше исследование позволит создавать краски на основе природного пигмента из лазурита, устойчивые к выцветанию под действием воздуха и высоких температур. Так, если в красителе использовать лазурит с частицами менее 0,04 миллиметра, со временем под действием тепла и света он может потерять цвет, тогда как краситель из минерала с частицами 0,2 миллиметра и больше может, напротив, стать более «глубоким» и насыщенным», — заключает руководитель проекта Владимир Таусон, доктор химических наук, главный научный сотрудник лаборатории моделирования геохимических процессов Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН.
Ранее в России нашли следы «краски» возрастом 160 000 лет.
