El púrpura Han y el azul Han (también llamados púrpura chino y azul chino ) son pigmentos sintéticos de silicato de cobre y bario desarrollados en China y utilizados en la China antigua e imperial desde el período Zhou occidental (1045-771 a. C.) hasta el final de la dinastía Han ( alrededor de 220 d.C.).
La azurita era el único pigmento azul natural utilizado en la China temprana. La China temprana parece no haber utilizado un pigmento púrpura natural y fue la primera en desarrollar uno sintético. [1]
El azul Han en su forma pura es, como su nombre indica, azul.
El púrpura Han en su forma pura es en realidad un azul oscuro, cercano al índigo . Es un morado en la forma en que se usa el término en inglés coloquial , es decir, es un color entre rojo y azul . Sin embargo, no es un púrpura en el sentido en que se usa el término en la ciencia del color , es decir, un color no espectral entre el rojo y el violeta en la "línea de los púrpuras" en el diagrama de cromaticidad CIE . Quizás la designación más precisa para el color sería llamarlo 'Han índigo', aunque también podría considerarse como un tono brillante de ultramar (clasificando al ultramar como un color y no como un pigmento).
El color púrpura que se ve en las muestras de púrpura Han se crea por la presencia de óxido de cobre (I) rojo (Cu 2 O) que se forma cuando el púrpura Han se descompone (el rojo y el azul forman el color púrpura). [2] La descomposición del púrpura Han para formar óxido de cobre (I) es [3]
Por encima de 1050 °C, el óxido de cobre (II) CuO se descompone en óxido de cobre (I): [3]
Tanto el púrpura Han como el azul Han son silicatos de bario y cobre (que contienen bario , cobre , silicio y oxígeno ). Sin embargo, difieren en su fórmula, estructura y propiedades químicas.
El morado Han tiene la fórmula química BaCuSi 2 O 6 .
El púrpura Han tiene una estructura en capas con silicatos de 4 anillos aislados y contiene un enlace cobre-cobre que hace que el compuesto sea más inestable que el azul Han (los enlaces metal-metal son raros). [2] [4]
El azul Han tiene la fórmula química BaCuSi 4 O 10 . En 1993, se descubrió que se encontraba de forma natural como el raro mineral effenbergerita . [5]
El azul Han, como el púrpura Han, tiene una estructura en capas con silicato que forma el marco estructural. Sin embargo, el azul Han es más estable debido a características estructurales como
El morado y el azul han son similares en muchas de sus propiedades físicas, lo que permite mezclarlos, pero difieren en sus propiedades químicas. [2]
En 2006, científicos de Stanford, el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el Instituto de Física del Estado Sólido (Universidad de Tokio), demostraron que la púrpura Han "pierde una dimensión" en condiciones adecuadas cuando entra en un nuevo estado, como un condensado de Bose-Einstein . Los investigadores observaron que
"Hemos demostrado, por primera vez, que el comportamiento colectivo en un material tridimensional a granel puede ocurrir en realidad en sólo dos dimensiones. La baja dimensionalidad es un ingrediente clave en muchas teorías exóticas que pretenden explicar varios fenómenos poco comprendidos, incluyendo superconductividad a alta temperatura , pero hasta ahora no había ejemplos claros de ' reducción dimensional ' en materiales reales", dijo Ian Fisher
Otros miembros del equipo de investigación aludieron a posibles aplicaciones de la computación cuántica. En las computadoras convencionales, las cargas de los electrones transportan información, pero el espín de los electrones podría en el futuro desempeñar un papel similar en los dispositivos " espintrónicos ":
"Las corrientes de espín son capaces de transportar mucha más información que una corriente de carga convencional, lo que las convierte en el vehículo ideal para el transporte de información en aplicaciones futuras como la computación cuántica ", afirmó el primer autor Suchitra Sebastian. Fisher señaló: "Nuestro grupo de investigación se centra en nuevos materiales con propiedades magnéticas y electrónicas no convencionales. Han Purple se sintetizó por primera vez hace más de 2.500 años, pero sólo recientemente descubrimos cuán exótico es su comportamiento magnético. Hace que uno se pregunte qué otros materiales existen". allí que aún ni siquiera hemos comenzado a explorar". [7] [8] [9]
El púrpura Han es química y térmicamente menos estable que el azul Han. Se desvanece y se descompone en ácido diluido . [4] [10] [11] El púrpura Han comienza a descomponerse a temperaturas superiores a 1050-1100 °C y forma un vidrio verde-negro a alrededor de 1200 °C. [2] [10] Se vuelve más violáceo cuando se muele. [6]
El azul Han es más estable química y térmicamente. No se descompone en ácidos diluidos, [4] [10] y se vuelve más azulado cuando se muele. [6]
La fabricación depende de las materias primas, sus proporciones, flujos, temperatura, atmósfera y tiempo de reacción. [4]
La producción parece haberse centrado en el norte de China, a unos 200 a 300 km (120 a 190 millas) al norte de la ciudad de Xi'an . Esta es la zona con grandes depósitos de materias primas. [2] No se han encontrado registros escritos sobre la producción de Han púrpura o Han azul, por lo que la información sobre la fabricación se ha obtenido mediante experimentación. [6]
Las materias primas necesarias son un mineral de bario, cuarzo , un mineral de cobre y una sal de plomo. Se desconoce si los minerales se utilizaron en su forma natural o fueron tratados, aunque todavía no existe evidencia de tratamiento. [6]
La fuente de bario fue witherita (BaCO 3 ) o barita (BaSO 4 ). [11] La rareza de la witherita puede favorecer a la barita como la fuente más probable. [6] La barita tiene una tasa de descomposición más lenta y, por lo tanto, favorece la producción de azul Han. La witherita, por el contrario, prefiere el púrpura Han. [10] En el uso de barita, se habrían necesitado sales de plomo ( carbonato de plomo u óxido de plomo ) para aumentar el rendimiento. [11] Se ha detectado plomo en asociación con el púrpura Han y el azul Han. [2] [12] [13]
El plomo actúa como catalizador en la descomposición de minerales de bario y como fundente . [2] La cantidad de plomo es importante. Demasiado plomo (más del 5%) provoca una fusión parcial y la formación de vidrio por encima de los 1000 °C. [10]
El papel del líder es: [2]
La preparación de azul Han utilizando malaquita , sílice y witherita como minerales en bruto también libera dióxido de carbono y vapor de agua como subproductos de acuerdo con la siguiente reacción: [2]
La reacción en estado sólido para producir silicatos de bario y cobre comienza aproximadamente a 900 °C. [10] El morado Han se forma más rápido. [2] [4] El azul Han se forma cuando hay un exceso de sílice y se permite un tiempo de reacción más prolongado. [2] La fabricación china temprana generalmente producía una mezcla de partículas de azul Han y púrpura Han en varias proporciones, pero a veces se fabricaban colores puros. [13] El azul Han podría haberse fundido, pero el púrpura Han no forma una masa fundida homogénea , por lo que habría tenido que utilizar un proceso de sinterización . [3]
El disparo prolongado hace que Han púrpura se descomponga y forme Han azul: [3]
La temperatura debía ser alta (alrededor de 900-1000 °C) y mantenerse a esa temperatura durante largos períodos. [2] [11] El púrpura Han es térmicamente sensible, por lo que el control de temperatura para producir el púrpura Han debía ser bastante constante (± 50 °C) . [3] El azul Han es térmicamente menos sensible. [6] En las condiciones adecuadas, la fabricación de Han púrpura habría tardado entre 10 y 24 horas, mientras que Han azul habría tardado el doble. [3]
La temperatura se habría controlado mediante pruebas de los materiales de cocción, el tamaño, la forma y el material del horno , y el control del medio ambiente. [6] La tecnología para alcanzar y mantener altas temperaturas se habría conocido en la producción de metales y cerámicas [14] [2] [6] , por ejemplo, el uso potencial de fuelles gemelos como los que se utilizan en la producción de metales. [2]
El azul Han y el azul egipcio tienen la misma estructura básica y propiedades muy similares. [2] La principal diferencia es que el azul egipcio (CaCuSi 4 O 10 ) tiene calcio en la posición del bario del azul Han (BaCuSi 4 O 10 ). La similitud llevó a algunos a sugerir que el azul Han se basaba en el conocimiento egipcio del azul, que había viajado hacia el este a lo largo de la Ruta de la Seda . [11] Todavía se habría necesitado una innovación independiente en China para reemplazar el calcio con bario [11] (los pigmentos Han comienzan a formarse entre 100 y 200 °C más que el azul egipcio). [14]
Las dos hipótesis que subyacen a las especulaciones sobre la cronología exacta de la invención de estos pigmentos azules se pueden resumir de la siguiente manera:
El argumento contra los vínculos con el azul egipcio incluye la ausencia de plomo en el azul egipcio y la falta de ejemplos de azul egipcio en China. [14] [15]
El uso de componentes de cuarzo, bario y plomo en el vidrio chino antiguo y en el púrpura Han y el azul Han se ha utilizado para sugerir una conexión entre la fabricación de vidrio y la fabricación de pigmentos, [12] y para defender la invención china independiente. [14] Los alquimistas taoístas pueden haber desarrollado el púrpura Han a partir de su conocimiento de la fabricación de vidrio. [14]
El fabricante de pigmentos utiliza el plomo para reducir el punto de fusión del bario en Han Purple. [dieciséis]
El aumento y la disminución de los vasos de bario, del morado Han y del azul Han, siguen patrones similares. Ambos alcanzaron su punto máximo en la dinastía Han , para declinar posteriormente. [14] Las dinastías anteriores a Han y Tang ven un cambio del vidrio tipo plomo-silicato de bario al vidrio de plomo-cal sodada. [17] El motivo de la disminución es discutible. Liu y cols. [14] atribuyen el declive al declive del taoísmo cuando se introdujo el confucianismo , ya que vinculan la fabricación de pigmentos con la ideología del taoísmo. Berke (2007) [2] cree que los cambios políticos detuvieron la distribución de los pigmentos cuando el Imperio chino se dividió al final del período Han. [ cita necesaria ]
El azul Han parece haber sido el preferido en períodos anteriores ( Zhou ), y el púrpura Han en períodos posteriores ( alrededor del 400 a. C.). [2]
Los pigmentos Han constan de distintas combinaciones de componentes azules, morados e incoloros. [13] La combinación del púrpura Han y el azul Han habría permitido una variedad de tonos azul-púrpura. [6]
Los pigmentos se utilizaron para:
Algunos de los primeros ejemplos del uso de pigmentos Han son cuentas que se remontan al período Zhou occidental . Los pigmentos se presentan como cuerpos compactos o en capas vidriadas. [2]
Se trata de cuerpos compactos (palos/varillas sólidas) con tonalidades que van del azul claro al violeta oscuro. La gama de colores se debe a las distintas proporciones de azul Han, púrpura Han y material incoloro . [12] Se cree que son barras de pigmentos que se comercializaban y luego se molían para usarlas como bases de pigmentos en pinturas. [3] [11] Es posible que hayan sido de importancia en sí mismos, como elementos ceremoniales o burocráticos de importancia. [12]
El púrpura Han y el azul Han se utilizaron por primera vez en pinturas en la dinastía Qin. El púrpura Han se utilizó para el Ejército de Terracota en la tumba del emperador Qin Shi Huang ; el gasto de producir púrpura Han y otros pigmentos en cantidades tan grandes habría enfatizado el lujo y el estatus. [1] El púrpura Han parece haber sido usado principalmente en los pantalones (pantalones) de los guerreros. [1] El pigmento se unió a la superficie de terracota con laca . [18] Los guerreros fueron cocidos a la misma temperatura que la necesaria para la fabricación de la púrpura Han (950–1050 °C [1740–1920 °F]), por lo que es posible que se hayan utilizado los mismos hornos para ambos procesos. [14] Ninguna evidencia indica que el azul Han se haya usado para los guerreros ( se usó azurita para el azul). [2] [1]
Se han encontrado figurillas de cerámica pintadas más pequeñas, por ejemplo, en las tumbas Chu de la dinastía Han occidental, Xuzhou , provincia de Jiangsu [19] y en las tumbas Yangling de la dinastía Han del emperador Liuqi y su emperatriz (156-141 a. C.). [20]
El azul Han y el púrpura Han se utilizaron para decorar vasijas de cerámica de color gris oscuro de la dinastía Han Hu . [12] [13]
Los recipientes de bronce de la dinastía Han, por ejemplo un cuenco y la parte superior de un vaporizador, estaban decorados con púrpura Han. [13]
Debido a la inestabilidad de la púrpura Han, muestra importantes signos de erosión en los artefactos excavados arqueológicamente. El óxido de cobre (I) formado en la descomposición del púrpura Han (ver sección sobre color) permanece estable, pero el púrpura Han continúa deteriorándose y su color púrpura aumenta con el tiempo. [2]
El púrpura Han se desvanece en ácido, por lo que las partículas incoloras que se encuentran en los pigmentos que contienen azul Han y púrpura Han pueden ser partículas que originalmente eran púrpuras, pero que se desvanecieron en condiciones ácidas durante el entierro. [13] Además, el azul Han tiene propiedades fungicidas, por lo que se conserva mejor. El púrpura Han reacciona con ácido oxálico para formar BaCu(C 2 O 4 ) 2 . El color azul claro de este polímero de coordinación puede explicar el color azul claro de algunos pantalones de los Guerreros de Terracota, color resultante de la presencia de líquenes que excretan oxalato . [3]
Se han encontrado trazas de otros dos compuestos sintéticos de silicato de cobre y bario azul en cantidades mínimas, pero aún no se han identificado. Ellos son