Ved at kombinere billige og sikre sorte og hvide materialer skabes farverige pigmenter

Som svar på verdensomspændende bekymring over de negative virkninger af kemiske stoffer på menneskers sundhed og miljøet, de fleste udviklede lande har lovligt begrænset brugen af ​​farvestoffer, der indeholder tungmetaller eller kræftfremkaldende organiske forbindelser; dermed, at erstatte sådanne farvematerialer med sikrere stoffer er et presserende spørgsmål. Motiveret af dette, en forskningsgruppe fra Nagoya University har fundet ud af, at pigmenter i forskellige farver kan opnås ved at kombinere fine silicapartikler (hvidt pulver) og et kompleks af jern og garvesyre (sort forbindelse), som begge er billige og harmløse stoffer, der bruges til fødevarer og kosmetik. Pigmenterne forventes at være et alternativ til konventionelle skadelige farvematerialer. Denne undersøgelse blev rapporteret i ACS Sustainable Chemistry &Engineering den 8. august, 2019.

Nogle konventionelt anvendte pigmenter og farvestoffer indeholder tungmetaller og er kræftfremkaldende, medfører behovet for at erstatte dem med billigere og sikrere farvestoffer. I denne forskning, gruppen fremstillede sikre og billige pigmenter ved hjælp af fine partikler baseret på silica, som er rigeligt på jorden, og tanninjern (Fe-TA), afledt af garvesyre (TA) og jern (Fe) fra planter. Ved at ændre størrelsen af ​​de fine partikler, der består af silica og jerntanat, den resulterende farve kan ændres. Ud over, vinkelafhængigheden af ​​den resulterende farve kan reduceres ved at ændre partiklernes samlede tilstand. Ud over, tilstedeværelsen af ​​TA øger den mekaniske stabilitet af pigmentet og forbedrer dets vedhæftning til glassubstratet, gør den velegnet til belægningsapplikationer.

Hovedforfatteren siger "I vores daglige liv, pigmenter og farvestoffer, der absorberer en del af det synlige spektrum og spreder eller transmitterer andre lysfarver, er meget brugt. Imidlertid, den naturlige verden indeholder ikke kun pigmenter og farvestoffer af denne art, men også strukturelt farvede materialer, som viser levende farver på grund af samspillet mellem deres fine struktur og lys. Overvejer det, der er ingen tvivl om, at de sikre og billige strukturelt farvede pigmenter introduceret i denne undersøgelse vil være nyttige i hverdagen."

Strukturelt farvede materialer kan vise forskellige farver baseret på princippet om de tre primære lysfarver. Ud over, materialer, hvis farver ikke afhænger af synsvinklen, kan forberedes. I fremtiden, gruppen forventer, at forskning i strukturelt farvede materialer vil resultere i udvikling af sikre og billige farvestoffer.