Přeskočit na obsah

Pigment

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Chemická látka

Pigment je látka, která dodává barvu jiným materiálům selektivní absorpcí určitých vlnových délek světla a odrazem nebo rozptylem ostatních. Na rozdíl od barviv, která jsou rozpustná v médiu, ve kterém se používají, jsou pigmenty nerozpustné a zůstávají v dispergovaném stavu jako jemné částice. V roce 2025 byla celosvětová hodnota trhu s pigmenty odhadována na 31,08 miliardy amerických dolarů, s projekcí růstu na 35,68 miliardy dolarů do roku 2030.

⏳ Historie

Historie používání pigmentů sahá až do pravěku, kdy lidé používali přírodní zemní pigmenty jako okr (červený a žlutý), dřevěné uhlí a křída k vytváření jeskynních maleb před 40 000 lety. Tyto rané pigmenty byly často smíchány se živočišným tukem, slinami nebo vodou, aby se vytvořila pasta.

S rozvojem civilizací se techniky výroby pigmentů zdokonalovaly. Starověcí Egypťané a Číňané se naučili pigmenty čistit, aby byly barvy jasnější a trvanlivější. Kolem roku 3000 př. n. l. Egypťané vyvinuli egyptská modř (křemičitan mědi a vápníku), považovanou za jeden z prvních syntetických pigmentů. Ve starověkém Řecku se používala olověná běloba pro fresky, ačkoli byla toxická.

Během renesance umělci objevili nové metody, například pražení zemních pigmentů pro intenzivnější odstíny, a začali mlít drahé kameny, jako je lapis lazuli, pro výrobu ultramarínové modři, která byla velmi drahá.

Významný zlom nastal v 18. a 19. století s rozvojem chemie. V roce 1704 německý chemik Johann Jacob Diesbach náhodně objevil berlínská modř, první chemicky syntetizovanou barvu. Následovaly další objevy, jako je kobaltová modř (1807), kadmiová žluť (1820) a umělý ultramarín (1828), který byl levnější alternativou k přírodnímu lapis lazuli. V 19. století se také objevily vysoce toxické zelené pigmenty, jako je Scheeleho zeleň s arzenem.

🧪 Chemické vlastnosti a typy

Pigmenty jsou pevné látky, které jsou prakticky nerozpustné v médiu, ve kterém se používají, a udržují si svou krystalickou nebo partikulární strukturu. Jejich barva je dána selektivní absorpcí a/nebo rozptylem viditelného světelného spektra.

Základní rozdělení pigmentů je na:

Dále existují speciální typy pigmentů:

  • Perleťové pigmenty: Vytvářejí třpytivý efekt a používají se v kosmetice a automobilových nátěrech.
  • Fluorescenční a fosforeskující pigmenty: Absorbují UV záření a reemitují ho jako viditelné světlo, čímž vytvářejí jasné, zářivé barvy.
  • Funkční pigmenty: Dodávají nátěrům specifické vlastnosti, jako jsou metalické efekty, antikorozní ochrana nebo elektrická vodivost.

🌿 Přírodní pigmenty

Přírodní pigmenty jsou získávány z rostlin, živočichů a minerálů. Jejich využití je doloženo tisíce let v umění, potravinářství, kosmetice a textilním průmyslu.

Příklady přírodních pigmentů:

  • Minerální pigmenty:
   *   Okr: Červené a žluté odstíny z železné rudy nebo jílu.
   *   Siena: Hnědý pigment z limonitového jílu s oxidy železa.
   *   Azuritem: Modrý pigment z měděných ložisek, důležitý v renesančním umění.
   *   Lapis lazuli: Drahý modrý pigment používaný pro ultramarín.
  • Rostlinné pigmenty:
   *   Indigo: Modré barvivo z rostliny Indigofera tinctoria, používané pro barvení textilu.
   *   Mořena barvířská: Červené barvivo z kořenů rostliny mořeny.
   *   Kurkuma: Žlutý pigment.
   *   Antokyany: Odpovědné za červené, fialové a modré barvy v mnoha ovoci a zelenině, stejně jako za podzimní barvy listí.
  • Živočišné pigmenty:
   *   Košenila: Červený pigment z červců žijících na opunciích.
   *   Purpur: Drahé fialové barvivo z mořských plžů rodu Murex, symbolizující bohatství a moc ve starověku.

V potravinářském průmyslu roste zájem o přírodní pigmenty, jako je beta-karoten, kvůli jejich potenciálním zdravotním benefitům a snaze o nahrazení syntetických barviv.

🏭 Syntetické pigmenty

Syntetické pigmenty jsou vyráběny v laboratorních nebo průmyslových podmínkách a nabízejí širokou škálu barev s vysokou intenzitou a stálostí. Jejich vývoj začal v 18. století a výrazně akceleroval v 19. a 20. století, což vedlo k rozšíření barevného spektra a zlepšení stability a trvanlivosti.

Mezi významné syntetické pigmenty patří:

  • Berlínská modř: První moderní syntetický pigment, objevený v roce 1704.
  • Titanová běloba (oxid titaničitý): Extrémně důležitý bílý pigment, jehož hodnota na trhu byla v roce 2018 odhadována na 13,2 miliardy dolarů ročně.
  • Ftalocyaninové pigmenty: Modré a zelené organické pigmenty s vynikající stálostí.
  • Chinakridony, peryleny a dioxaziny: Vysoce výkonné organické pigmenty používané v automobilovém průmyslu a plastech pro jejich brilantní a trvanlivé zbarvení.

Současné trendy v syntetických pigmentech se zaměřují na udržitelnost, kde se vyvíjejí bio-pigmenty z obnovitelných zdrojů, jako je lignin nebo řasy, a minimalizuje se použití těžkých kovů a těkavých organických látek (VOC).

🎨 Použití

Pigmenty nacházejí uplatnění v široké škále průmyslových odvětví a každodenních produktech:

🧬 Význam v biologii

V biologii jsou pigmenty klíčové pro přežití a vzhled mnoha organismů. Jsou to látky produkované živými organismy, které absorbují určité vlnové délky světla a odrážejí jiné, čímž vytvářejí barvu.

Hlavní role biologických pigmentů: 

   *   Melanin: V kůži, vlasech a očích lidí a zvířat chrání buňky před poškozením UV zářením.
   *   Karotenoidy a fotopigmenty také nepřímo chrání před fotooxidativním poškozením neutralizací kyslíkových volných radikálů.

📈 Současné trendy a výzkum

Pigmentový průmysl prochází v roce 2025 významnou transformací, ovlivněnou ekologickými regulacemi, povědomím spotřebitelů a digitalizací.

Hlavní trendy zahrnují:

  • Udržitelné a bio-založené pigmenty: Přechod od petrochemických surovin k bio-založeným alternativám, jako jsou pigmenty z ligninu, řasy nebo přírodní minerály. Cílem je snížit environmentální dopad a splnit globální cíle snížení emisí uhlíku. Výzkum se zaměřuje na snadno použitelné, netoxické, ekologicky udržitelné, levné a biologicky odbouratelné pigmenty.
  • Digitalizace a chytrá výroba: Implementace technologií průmysl 4.0, jako jsou automatizace, IoT senzory a AI pro kontrolu kvality a optimalizaci výrobních procesů. To vede ke zvýšení efektivity a snížení odpadu.
  • Nanotechnologie v pigmentech: Nano-pigmenty nabízejí sytější barvy, zvýšenou UV stabilitu a hladší povrchy. Používají se v automobilových nátěrech, 3D tiskových inkoustech a elektronických displejích.
  • Funkční a vysoce výkonné pigmenty: Rostoucí poptávka po pigmentech, které kromě barvy dodávají i specifické vlastnosti, jako je odolnost vůči teplu, chemikáliím, povětrnostním vlivům a ochrana proti korozi.
  • Regulační tlaky: Zpřísňující se legislativa týkající se bezpečnosti a dopadu pigmentů na životní prostředí. Například Evropská unie má přísnější pravidla pro kosmetické pigmenty (více než 1700 zakázaných látek k květnu 2025) a EPA v USA navrhuje nová bezpečnostní opatření pro některé pigmenty, jako je C.I. Pigment Violet 29 (PV29), kvůli riziku poškození plic.

💡 Pro laiky

Představte si pigment jako maličký, barevný kamínek nebo prášek. Když se na něj podívá sluneční světlo (které obsahuje všechny barvy duhy), tenhle kamínek si "vezme" (absorbuje) některé barvy a ty, které nechce, "odrazí" zpátky k nám. A právě ty odražené barvy vidíme jako barvu toho kamínku. Například, když vidíte modrý pigment, znamená to, že pigment pohltil všechny barvy kromě modré, kterou odrazil.

Pigmenty se liší od barviv tím, že se v tekutině nerozpouštějí, ale jen se v ní rozptýlí, jako když smícháte písek s vodou – písek se nerozpustí, ale rozptýlí se. Proto potřebují nějaké "lepidlo" (pojivo), aby držely pohromadě a vytvořily například barvu na zeď nebo obrázek.

Najdeme je všude kolem nás:

Kategorie

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Pigment&oldid=13195“