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YInMn Azul

El azul YInMn (/jɪnmɪn/; para los símbolos químicos Y de itrio , In de indio y Mn de 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 Oregon en 2009. [1] [3] El pigmento destaca por su color azul vibrante y 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, el equipo de investigación Subramanian de la Universidad Estatal de Oregón ha explorado exhaustivamente los principios fundamentales de la ciencia del color, lo que ha dado como resultado una amplia gama de novedosos pigmentos verdes, morados y naranjas diseñados racionalmente, todo ello mediante la adición intencional de un cromóforo en el entorno de coordinación bipiramidal trigonal. [4] [5]

pigmentos historicos

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 van 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]

Actualmente, se utilizan varios pigmentos para impartir el color azul. El azul cobalto ( CoAl 2 O 4 ) se describió por primera vez en 1777; Es extremadamente estable y se ha utilizado tradicionalmente como colorante en cerámica. [1] [8] [9] [10] El ultramar ( Na 7 Al 6 Si 6 O 24 S 3 ) se obtenía moliendo el extremadamente caro lapislázuli hasta convertirlo en polvo hasta que el industrial francés inventó una forma sintética más barata en 1826. Jean Baptiste Guimet y en 1828 por 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 de Ciencias de Prusia , Gottfried Wilhelm Leibniz , en 1708. [12] [13] La azurita ( Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ) es un mineral de cobre blando de color azul intenso producido por la erosión de depósitos de mineral de cobre; Se utilizó 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 y/o problemas de durabilidad. El azul de cobalto causa intoxicación por cobalto cuando se inhala o ingiere. [15] Se sabe que el azul de Prusia libera cianuro de hidrógeno en determinadas condiciones ácidas. [16] El ultramar y la azurita no son estables, especialmente en condiciones ácidas y de alta temperatura; Además, la producción ultramarina implica la emisión de una gran cantidad de dióxido de azufre tóxico . [1] El nuevo azul de ftalocianina BN 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 (p. ej., la odontolita de hueso fósil , que es isoestructural a la estructura de 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 ido eliminando industrialmente debido a preocupaciones regulatorias y de seguridad, [21] [22] de ahí que YInMn Blue se llene el nicho de una alternativa inorgánica y ambientalmente segura a los pigmentos azules utilizados tradicionalmente, y ofrece un color azul intenso y duradero. [1]

Descubrimiento

En 2008, Subramanian recibió una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias para explorar materiales novedosos para aplicaciones electrónicas. En el marco de este proyecto, estaba especialmente interesado en sintetizar multiferroicos a base de óxidos de manganeso . Guió a Andrew E. Smith, el primer estudiante de posgrado en su laboratorio, a investigar una solución sólida de óxido entre YInO 3 (un material ferroeléctrico) e YMnO 3 (un material antiferromagnético) a 1093 °C (2000 °F). El compuesto resultante que Smith sintetizó fue, por coincidencia, un material azul vibrante. Gracias a la experiencia de Subramanian en DuPont , reconoció el uso potencial del compuesto como pigmento azul y juntos presentaron una patente que cubría la invención. Después de publicar sus resultados, Shepherd Color Company se comunicó con éxito con Subramanian para una posible colaboración en los 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 destaca por su color azul vibrante y 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 pigmentos estándar azul cobalto CoAl 2 O 4 . [2]

Propiedades y preparación

YInMn Blue es químicamente estable, no se desvanece y no es tóxico. Es más duradero que los pigmentos azules alternativos, como el azul ultramar o el azul de Prusia , conserva su color vibrante en aceite y agua, y es más seguro que el azul cobalto , que se sospecha que es carcinógeno y puede causar envenenamiento por cobalto . [26]

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

La radiación infrarroja se refleja fuertemente en YInMn Blue, lo que hace que este pigmento sea adecuado para recubrimientos fríos que ahorran 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 publicaron sus resultados, las empresas comenzaron a preguntar sobre usos comerciales. Shepherd Color Company finalmente ganó la licencia para comercializar el pigmento en mayo de 2015. [23] [24] [28] [30] Muchas empresas como AMD y Crayola se apresuraron a utilizar el nuevo nombre del pigmento en anuncios de productos y comunicados de prensa. No está claro cuándo llegó la primera aplicación comercial de YInMn blue al mercado de consumo.

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 reflectante del infrarrojo cercano. [31] [32]

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

En pigmentos de artistas.

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

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

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

Ver 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

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  2. ^ abcd Smith, Andrew E.; et al. (octubre de 2016). "Propiedades espectrales del pigmento azul que absorbe los rayos UV y refleja el IR cercano, YIn1-xMnxO3". Tintes y pigmentos . 133 : 214-221. doi : 10.1016/j.dyepig.2016.05.029 .
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enlaces externos