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YInMn Azul

El azul YInMn (/jɪnmɪn/; por los símbolos químicos Y para itrio , In para indio y Mn para manganeso ), también conocido como azul de Oregón o azul Mas , es un pigmento azul inorgánico que fue descubierto por Mas Subramanian y su (entonces) estudiante de posgrado, Andrew Smith, en la Universidad Estatal de Oregón en 2009. [1] [3] El pigmento es notable por su color azul vibrante, casi perfecto y su reflectancia NIR inusualmente alta . [2] El compuesto químico tiene una estructura cristalina única en la que los iones de manganeso trivalentes en la coordinación bipiramidal trigonal son responsables del color azul intenso observado. Desde el descubrimiento inicial, los principios fundamentales de la ciencia del color han sido explorados extensamente por el equipo de investigación de Subramanian en la Universidad Estatal de Oregón, lo que resultó en una amplia gama de nuevos pigmentos verdes, morados y naranjas diseñados racionalmente, todo mediante la adición intencional de un cromóforo en el entorno de coordinación bipiramidal trigonal. [4] [5]

Pigmentos históricos

El descubrimiento del primer pigmento azul sintético conocido, el azul egipcio ( CaCuSi 4 O 10 ), fue promovido por los faraones egipcios que patrocinaron la creación de nuevos pigmentos para ser utilizados en el arte. [6] Otras civilizaciones combinaron materiales orgánicos y minerales para crear pigmentos azules que iban desde el azul celeste como el azul maya [1] hasta el azul Han ( BaCuSi 4 O 10 ), que fue desarrollado por la dinastía Han china y manipulado para producir un color azul claro u oscuro. [7]

Se utilizan varios pigmentos para impartir el color azul. El azul cobalto ( CoAl 2 O 4 ) fue descrito por primera vez en 1777; es extremadamente estable y se ha utilizado tradicionalmente como agente colorante en cerámica. [1] [8] [9] [10] El ultramar ( Na 7 Al 6 Si 6 O 24 S 3 ) se hacía moliendo el carísimo lapislázuli hasta convertirlo en polvo hasta que el industrial francés Jean Baptiste Guimet inventó una forma sintética más barata en 1826 y en 1828 el químico alemán Christian Gmelin . [11] El azul de Prusia ( Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 ) fue descrito por primera vez por el erudito alemán Johann Leonhard Frisch y el presidente de la Academia Prusiana de Ciencias , Gottfried Wilhelm Leibniz , en 1708. [12] [13] La azurita ( Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ) es un mineral de cobre blando y de color azul profundo producido por la erosión de depósitos de mineral de cobre; se ha utilizado desde la antigüedad y fue registrado por primera vez por el escritor romano del siglo I , Plinio el Viejo . [14] El azul de ftalocianina BN se preparó por primera vez en 1927 y tiene una amplia gama de aplicaciones.

La mayoría de los pigmentos conocidos tienen efectos perjudiciales para la salud y el medio ambiente o problemas de durabilidad. El azul de cobalto causa envenenamiento por cobalto cuando se inhala o se ingiere. [15] Se sabe que el azul de Prusia libera cianuro de hidrógeno en ciertas condiciones ácidas. [16] El ultramar y la azurita no son estables, particularmente en condiciones ácidas y de alta temperatura; además, la producción de ultramar implica la emisión de una gran cantidad de dióxido de azufre tóxico . [1] El azul de ftalocianina BN, más nuevo, no es biodegradable y se ha descubierto que causa defectos neuroanatómicos en embriones de pollo en desarrollo cuando se inyecta directamente en huevos en incubación. [17] [18]

Los pigmentos azules inorgánicos en los que el manganeso (en estado de oxidación pentavalente y en coordinación tetraédrica ) es el cromóforo se han empleado desde la Edad Media (por ejemplo, el hueso fósil odontolito , que es isoestructural a la estructura de la apatita ). [19] [20] Las alternativas sintéticas, como el sulfato de manganato de bario (o azul de manganeso, desarrollado en 1907 y patentado en 1935), se han eliminado industrialmente debido a preocupaciones de seguridad y reglamentarias, [21] [22] por lo tanto, el azul YInMn llena el nicho de una alternativa inorgánica y ambientalmente segura a los pigmentos azules utilizados tradicionalmente y ofrece un color azul intenso duradero. [1]

Descubrimiento

En 2008, Mas Subramanian recibió una beca de la National Science Foundation para explorar nuevos materiales para aplicaciones electrónicas. En el marco de este proyecto, estaba particularmente interesado en sintetizar multiferroicos basados ​​en óxidos de manganeso . Guió a Andrew E. Smith, el primer estudiante de posgrado en su laboratorio, para investigar una solución sólida de óxido entre YInO 3 (un material ferroeléctrico) y YMnO 3 (un material antiferromagnético) a 1093 °C (2000 °F). El compuesto resultante que Smith sintetizó fue, por coincidencia, un material azul vibrante. Debido a la experiencia de Subramanian en DuPont , reconoció el uso potencial del compuesto como pigmento azul y juntos presentaron una divulgación de patente que cubría la invención. Después de publicar sus resultados, Shepherd Color Company contactó con éxito a Subramanian para una posible colaboración en esfuerzos de comercialización. [23] [24] Por sus destacadas contribuciones a la química de los pigmentos de color inorgánicos, Subramanian recibió la Medalla Perkin de la Sociedad de Tintoreros y Coloristas en 2019. [25]

El pigmento es notable por su color azul vibrante, casi perfecto y su reflectancia NIR inusualmente alta . [1] [2] El color se puede ajustar variando la relación In/Mn en la fórmula base del pigmento de YIn 1− x Mn x O 3 , pero el pigmento más azul, YIn 0.8 Mn 0.2 O 3 , tiene un color comparable a los pigmentos azul cobalto estándar CoAl 2 O 4 . [2]

Propiedades y preparación

El azul YInMn es químicamente estable, no se decolora y no es tóxico. Es más duradero que otros pigmentos azules, como el azul ultramar o el azul de Prusia , ya que conserva su color vibrante en aceite y agua, y es más seguro que el azul cobalto , que es un carcinógeno sospechoso y puede causar envenenamiento por cobalto . [26]

El pigmento es resistente a ácidos como el ácido nítrico y es difícil de quemar. Cuando el azul YInMn se enciende, arde con un color violeta atribuido a los átomos de indio. [27]

La radiación infrarroja se refleja fuertemente en el azul YInMn, lo que hace que este pigmento sea adecuado para recubrimientos fríos y ahorradores de energía. [28] Se puede preparar calentando los óxidos de los elementos itrio, indio y manganeso a una temperatura de aproximadamente 1200 °C (2200 °F). [29]

Comercialización

En la cultura popular

Después de que Subramanian, Smith y otros colegas publicaran sus resultados, las empresas comenzaron a preguntar sobre usos comerciales. Shepherd Color Company finalmente obtuvo la licencia para comercializar el pigmento en mayo de 2015. [23] [24] [28] [30] Muchas empresas como AMD y Crayola se apresuraron a usar el nombre del nuevo pigmento en anuncios de productos y comunicados de prensa. No está claro cuándo llegó al mercado de consumo la primera aplicación comercial del azul YInMn.

AMD anunció en julio de 2016 que el pigmento se utilizaría en las nuevas GPU profesionales Radeon Pro WX y Pro SSG por la eficiencia energética que se deriva de su propiedad de reflexión del infrarrojo cercano. [31] [32]

La empresa estadounidense de suministros para arte Crayola anunció en mayo de 2017 que planeaba reemplazar su color Dandelion (un amarillo) retirado por un nuevo color "inspirado en" YInMn. El nuevo color no contiene YInMn. [30] Crayola realizó un concurso para ideas de nombres más pronunciables y anunció el nuevo nombre del color, " Bluetiful ", el 14 de septiembre de 2017. [33] [34] [35] El nuevo color de crayón estuvo disponible a fines de 2017.

En pigmentos de artistas

En junio de 2016, una empresa australiana, Derivan, publicó experimentos utilizando YInMn dentro de su gama de productos para artistas (acrílicos Matisse) [36] y, posteriormente, lanzó el pigmento a la venta. [30]

A partir de abril de 2021, Golden Paints obtuvo la licencia comercial y el suministro del pigmento de Shepherd Color Company. Según Golden, el suministro del pigmento en bruto es extremadamente limitado. [37] Shepherd Color Company recibió las aprobaciones ambientales y de seguridad necesarias para vender el pigmento en los EE. UU. en 2020. [38]

Gamblin Artists Colors fabricó un primer lote de edición limitada de YInMn Blue en noviembre de 2020. [39]

Véase también

Notas

  1. ^ Las coordenadas de color se obtuvieron de Smith et al. 2016 para el pigmento azul óptimo, que tiene la composición YIn 0,8 Mn 0,2 O 3 . Las coordenadas CIELAB ( L = 34,6, a = 9,6, b = −38,9 en la tabla 1) se convirtieron utilizando una herramienta en línea.

Referencias

  1. ^ abcdefg Smith, Andrew E.; et al. (2 de diciembre de 2009). "Mn 3+ en coordinación bipiramidal trigonal: un nuevo cromóforo azul". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 131 (47): 17084–17086. doi :10.1021/ja9080666. ISSN  0002-7863. PMID  19899792.
  2. ^ abcd Smith, Andrew E.; et al. (octubre de 2016). "Propiedades espectrales del pigmento azul que absorbe los rayos UV y refleja el infrarrojo cercano, YIn1−xMnxO3". Tintes y pigmentos . 133 : 214–221. doi : 10.1016/j.dyepig.2016.05.029 .
  3. ^ Cascone, Sarah (20 de junio de 2016). "El químico que descubrió el nuevo azul del mundo explica sus propiedades milagrosas". Artnet News. Archivado desde el original el 4 de abril de 2020.
  4. ^ Li, Jun y Subramanian, MA (abril de 2019). "Pigmentos inorgánicos con cromóforos de metales de transición en coordinación bipiramidal trigonal: Y(In,Mn)O3 azules y más allá". Journal of Solid State Chemistry . 272 ​​: 9–20. Bibcode :2019JSSCh.272....9L. doi : 10.1016/j.jssc.2019.01.019 . S2CID  104373418.
  5. ^ Li, Jun; et al. (13 de septiembre de 2016). "De la serendipia al diseño racional: ajuste del cromóforo bipiramidal trigonal azul Mn3+ a violeta y púrpura mediante la aplicación de presión química". Química inorgánica . 55 (19): 9798–9804. doi :10.1021/acs.inorgchem.6b01639. PMID  27622607.
  6. ^ Jaksch, H.; et al. (noviembre de 1983). "Azul egipcio: la cuprorivaíta, una ventana a la tecnología del antiguo Egipto". Naturwissenschaften . 70 (11): 525–535. Bibcode :1983NW.....70..525J. doi :10.1007/BF00376668. ISSN  1432-1904. S2CID  2457936.
  7. ^ Berke, Heinz (18 de abril de 2007). "La invención de los pigmentos azules y púrpuras en la antigüedad". ChemInform . 38 (19). doi :10.1002/chin.200719227.
  8. ^ Parmelee, Cullen Warner y Harman, Cameron Gerald (1973). Esmaltes cerámicos. Cahners Books. pág. 491. ISBN 978-0-8436-0609-6.
  9. ^ Needham, Joseph; et al. (2004). Ciencia y civilización en China. Cambridge University Press. pág. 659. ISBN 978-0-521-83833-7.
  10. ^ Maerz, A. y Paul, M. Rea (1930). Un diccionario de color. Nueva York: McGraw-Hill Book Co. OCLC  1150631.
  11. ^ Gmelin, CG (1828). "Ueber die künstliche Darstellung einer dem Ultramarin ähnlichen Farbe" [Sobre la preparación artificial de un pigmento similar al ultramar]. Naturwissenschaftliche Abhandlungen. Herausgeben von Einer Gesellschaft in Würtemberg (Ensayos científicos. Publicado por una sociedad en Würtemberg) (en alemán). 2 (10): 191–224. Bibcode : 1828AnP....90..363.. doi : 10.1002/andp.18280901022.
  12. ^ Woodward, John (1724). "IV. Præparatio cærulei prussiaci ex germaniâ missa ad Johannem Woodward, MD Prof. Med. Gresh. RSS" Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 33 (381): 15–17. doi : 10.1098/rstl.1724.0005 .
  13. ^ Frisch, Johann Leonard; et al. (1976) [1896]. Der Briefwechsel mit Gottfried Wilhelm Leibniz [ Correspondencia con Gottfried Wilhelm Leibniz ] (en alemán). Hildesheim: G. Olms. ISBN 978-3-487-06071-2.OCLC 3303263  .
  14. ^ Zigan, F. y Schuster, HD (1972). "Verfeinerung der Struktur von Azurit, Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 , durch Neutronenbeugung" [Refinamiento de la estructura de la azurita Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 mediante difracción de neutrones]. Zeitschrift für Kristallographie (en alemán). 135 (5–6): 416–436. Código Bib : 1972ZK....135..416Z. doi :10.1524/zkri.1972.135.5-6.416. ISSN  0044-2968. S2CID  95738208.
  15. ^ Prescott, Eva; Netterstrøm, Bo; Faber, Jens; Hegedüs, Laszlo; Suadicani, Poul; Christensen, Jytte M. (abril de 1992). "Efecto de la exposición ocupacional a colorantes de azul cobalto en el volumen y la función tiroidea de pintoras de platos". Revista escandinava de trabajo, medio ambiente y salud . 18 (2): 101–104. doi : 10.5271/sjweh.1605 . ISSN  0355-3140. JSTOR  40965976. PMID  1604269.
  16. ^ Tuorinsky, Shirley D., ed. (2008). Aspectos médicos de la guerra química. Libro de texto de medicina militar . Washington, DC: Oficina del Cirujano General, Instituto Borden. ISBN 978-0-16-081532-4.OCLC 271597882  .
  17. ^ Sandor, S.; et al. (julio-septiembre de 1985). "Síndrome malformativo caudal inducido por ftalocianina sulfonada en el embrión de pollo". Revista rumana de morfología y embriología . 31 (3): 173-181. PMID  2931590.
  18. ^ "Ftalocianina de cobre". Conjunto de datos de información sobre detección . Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos . Agosto de 2002. Págs. 124-152. N.º CAS: 147-14-8.
  19. ^ "Del marfil fosilizado de mastodonte a la piedra preciosa". Instalación Europea de Radiación Sincrotrón. 2001. Consultado el 14 de febrero de 2021 .
  20. ^ Reiche, Ina; et al. (noviembre de 2001). "Del marfil de mastodonte a la piedra preciosa: el origen del color turquesa en la odontolita". Mineralogista estadounidense . 86 (11–12): 1519–1524. Código Bibliográfico :2001AmMin..86.1519R. doi :10.2138/am-2001-11-1221. ISSN  0003-004X. S2CID  55240370.
  21. ^ Gettens, Rutherford John y Stout, George Leslie (1966). Materiales para pintar: una breve enciclopedia . Nueva York: Dover Publications. ISBN 0-486-21597-0.OCLC 518445  .
  22. ^ "En el punto de mira: Azul manganeso". Winsor & Newton . Consultado el 28 de enero de 2021 .
  23. ^ ab "La historia del azul YInMn". Universidad Estatal de Oregón . Consultado el 28 de mayo de 2018 .
  24. ^ ab "Acuerdo de licencia alcanzado sobre un nuevo y brillante pigmento azul descubierto por un feliz accidente". Universidad Estatal de Oregón. 27 de mayo de 2015. Archivado desde el original el 3 de julio de 2016 . Consultado el 2 de julio de 2016 .
  25. ^ "SDC otorga la prestigiosa Medalla Perkin". 14 de junio de 2019. Consultado el 19 de noviembre de 2021 .
  26. ^ Li, Jun; Lorger, Simon; Stalick, Judith K.; Sleight, Arthur W.; Subramanian, MA (3 de octubre de 2016). "De la serendipia al diseño racional: ajuste del cromóforo bipiramidal trigonal azul Mn 3+ a violeta y púrpura mediante la aplicación de presión química". Química inorgánica . 55 (19): 9798–9804. doi :10.1021/acs.inorgchem.6b01639. ISSN  0020-1669. PMID  27622607.
  27. ^ Itrio (nuevo) - Tabla periódica de vídeos. YouTube . Vídeos periódicos . 19 de mayo de 2022 . Consultado el 24 de agosto de 2022 .
  28. ^ ab Schonbrun, Zach (18 de abril de 2018). "La búsqueda del próximo color de mil millones de dólares". Bloomberg . Consultado el 20 de abril de 2018 .
  29. ^ "Azul YInMn". ColourLex. Archivado desde el original el 5 de noviembre de 2017.
  30. ^ abc Cascone, Sarah (19 de junio de 2017). "The Wild Blue Yonder: How the Accidental Discovery of an Eye-Aspending New Color Changed a Chemist's Life" (El azul salvaje: cómo el descubrimiento accidental de un color nuevo y sorprendente cambió la vida de un químico). Artnet . Consultado el 15 de mayo de 2019 .
  31. ^ Carbotte, Kevin (25 de julio de 2016). "Team Red Goes Blue: AMD Announces Radeon Pro WX Series". Tom's Hardware . Consultado el 15 de mayo de 2019 .
  32. ^ "Radeon Pro WX Series y YInMn Blue". YouTube . AMD . 15 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 11 de junio de 2017 . Consultado el 22 de agosto de 2016 .
  33. ^ Bowerman, Mary (5 de mayo de 2017). «El nuevo color de crayón de Crayola es un tono de azul que acaba de descubrirse». USA Today . Archivado desde el original el 6 de mayo de 2017. Consultado el 5 de mayo de 2017 .
  34. ^ Waugh, Rob (16 de mayo de 2017). «Un químico encuentra un nuevo tono de azul por error (y Crayola ahora está fabricando un crayón con él)». Metro . Archivado desde el original el 17 de mayo de 2017.
  35. ^ "Crayola nombra a su nuevo crayón azul 'Bluetiful' tras retirar el amarillo 'Dandelion'". ABC News . 14 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 14 de septiembre de 2017.
  36. ^ "Perfil del producto: Yin Min Blue". YouTube . Derivan. 12 de julio de 2016. Archivado desde el original el 5 de noviembre de 2017.
  37. ^ "Actualización sobre YInMn Blue del laboratorio personalizado de GOLDEN". 23 de abril de 2021. Consultado el 18 de agosto de 2021 .
  38. ^ "YINMN = AZUL BRILLANTE".
  39. ^ "Jugador YInMn Azul".

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