И снова египетский синий

Старейший синтетический пигмент, история которого насчитывает несколько тысячелетий и известный как египетский синий (состав CaCuSi4O10), в настоящее время находится на пике своей «популярности» не только среди художников, но в большей степени даже среди специалистов весьма далеких от искусства. Все дело в том, что он обладает интересными оптическими, магнитными и биологическими свойствами с потенциальными новыми технологическими применениями. Пигмент излучает свет в ближней ИК-области, а это означает, что его можно использовать, например, в дактилоскопии или для чернил в качестве защиты от подделок.

Химия египетского синего похожа на химию высокотемпературных сверхпроводников, поэтому можно ожидать открытий в этой области. Первыми производителями пигмента были древние египтяне, затем его производили на юге современной Италии, но уже к эпохе Возрождения знания о технологии производства были в значительной степени забыты.

На современном этапе синтетики подходят к получению египетского синего с учетом имеющегося багажа знаний о его структуре и вооруженные современными методами для фазового и элементного анализа. В работе (npj Heritage Science, 2025📕) применили 12 различных рецептов пигмента из смесей диоксида кремния, меди, карбонатов натрия и кальция. Синтез проводили при температуре около 1000 С в течение от 1 до 11 ч, чтобы воспроизвести температуры, которые были доступны древним египтянам. После охлаждения образцов с разной скоростью пигменты изучались с помощью современных методов микроскопии и анализа, после чего проводилось сравнение с двумя древнеегипетскими артефактами. Основной вывод авторов статьи состоит в том, что цвет египетского синего зависит от многих факторов: это и химический состав исходных компонентов, и наличие посторонних фаз помимо фазы купрориваита, размер частиц и т.д.

Например, глубокая синяя окраска требовала высокой доли купрориваита (т. е. >35 мас.%), но доли выше 50 мас.% не обязательно изменяли значения восприятия цвета. Эксперименты также показали влияние более длительного времени нагрева и медленного охлаждения на увеличение концентрации купрориваита и синего цвета за счет стеклянной фазы и кремнезема.

Зачастую открытия новых материалов вдохновлены природными объектами или веществами, которые пролежали на полке не один десяток лет (Nature Synthesis, 2022📕). Исследователи неорганических пигментов из Университета штата Орегон используют редкий минерал, открытый в Норвегии более века назад, в качестве основы для создания новых пигментов жёлтых, оранжевых и красных оттенков — ярких, долговечных, нетоксичных и недорогих. Новые пигменты также обладают энергосберегающим потенциалом: их способность отражать солнечное тепло означает, что покрытые ими здания и транспортные средства будут меньше нуждаться в кондиционировании воздуха в жаркую погоду, что актуально прямо сейчас в Москве.

Эти исследования являются логичным продолжением для профессора М. Субраманьяна, который вошёл в историю цвета, открыв яркий синий пигмент, теперь известный под коммерческим названием YInMn Blue (JACS, 2009📕).

Его текущее исследование сфокусировано на кристаллической структуре тортвейтита – силиката, содержащего скандий и иттрий, (Sc,Y)2Si2O7. Тортвейтит не отличается яркой окраской, но, внедрив в кристаллическую решетку, подобную тортвейтиту, такие элементы, как никель, цинк и ванадий, ученые получили коллекцию интенсивных желтых, оранжевых и красноватых пигментов (Chemistry of Materials, 2025📕). Установлено, что конечный цвет пигмента зависит от концентрации и координационного окружения двухвалентного никеля, который является основным хромофором пигмента.

Известно, что двухвалентный никель придаёт неорганическим соединениям жёлтый и зелёный цвета (Results in Physics, 2017📕), но редко оранжевый и/или красный. Интенсивная окраска в твёрдых растворах объясняется сочетанием процессов переноса заряда и d–d переходов. Среди синтезированных образцов состав Zn1,77Ni0,23V2O7 демонстрирует наиболее интенсивный красный оттенок (L*: 40,38, a*: 26,31 и b*: 28,29), тогда как Zn0,4Ni1,6V2O7 имеет наиболее яркий жёлтый оттенок (L*: 59,32, a*: 10,68 и b*: 59,26). Кроме того, они демонстрируют отражающую способность 40–70% в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК).

Обнаруженные пигменты стабильны при высоких температурах и в кислых средах, не изменяют своей структуры или цветовых свойств, и их можно получать на воздухе при относительно низких температурах, около 750 °C, что делает возможным крупномасштабное производство.

ИИ в химии. Научная конференция

Приглашаем принять участие во II Научной конференции
"Искусственный интеллект в химии и материаловедении", которая пройдет с 17 по 21 ноября 2025 года в Институте органической химии им.Н.Д. Зелинского, Российской академии наук (ИОХ РАН).

Веб-сайт конференции: ai2025.zioc.ru

👩‍🏫Научная программа охватывает широкий спектр тем в области фундаментальных исследований, практической цифровизации и стратегии ИИ в науке. Важным блоком конференции является обсуждение применения ИИ в разработке промышленных решений.

Со вступительным словом на открытии конференции выступят:
🟠Секиринский Денис Сергеевич - Заместитель министра науки и высшего образования РФ
🟠Алдошин Сергей Михайлович - Вице-президент РАН, Академик РАН
🟠Калмыков Степан Николаевич - Вице-президент РАН, Академик РАН
🟠Егоров Михаил Петрович - Академик-секретарь ОХНМ РАН Академик РАН

Темы научных сессий по применению технологий искусственного интеллекта:
* Материалы и катализ
* Молекулярный дизайн и предсказание свойств
* Спектроскопии и аналитика
* Автономные лаборатории и роботизация
* Квантовая химия + ИИ
* Зеленая химия и устойчивость
* Другие приложения ИИ в химии

Направления:
* AI в разработке промышленных решений
* Междисциплинарные темы: технологии – химия – биология – медицина

Уникальная возможность дополнить программу:
* Предложите тематику сессии или круглого стола
* Предложите докладчика: номинируйте докладчика, возможно самономинирование
(напишите по эл.почте: [email protected])

📃Регистрация и прием тезисов
Подпишитесь на тг-канал конференции, чтобы быть в курсе обновлений.