Της Νεφέλης Μπόνη - Καζαντζίδου
Η ζωή μας είναι γεμάτη από χρώμα! Λουλούδια, φανταχτερά έντομα, χρωματιστά ρούχα, βαμμένοι τοίχοι… Όπως σ' όλα τα πράγματα, ο άνθρωπος κατάφερε να απομονώσει ή να αντιγράψει τα χρώματα της φύσης και -το πιο σημαντικό- κατάφερε να τα καταλάβει. Ας δούμε λοιπόν από πού προέρχονται τα χρώματα του κόσμου.
Όλα τα χρώματα που βλέπουμε γύρω μας ανήκουν στο ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, το οποίο περιλαμβάνει τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας που διεγείρουν τα κωνία, τους φωτοευαίσθητους υποδοχείς του αμφιβληστροειδούς χιτώνα των ματιών μας, οι οποίοι μας επιτρέπουν να αντιλαμβανόμαστε τα χρώματα.
Στην πραγματικότητα, το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται μόνο τρία βασικά χρώματα: το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε.
Ο εγκέφαλος, που δέχεται μέσω ηλεκτρικού σήματος από το οπτικό νεύρο την πληροφορία των συχνοτήτων οι οποίες φτάνουν στο μάτι, συνθέτει το χρώμα που τελικά βλέπουμε, όπως μια τριχρωματική οθόνη υπολογιστή.
Τι είναι, όμως, αυτό που βλέπουμε; Τα αντικείμενα έχουν χρώμα είτε γιατί τα ίδια εκπέμπουν ακτινοβολία, δηλ. είναι αυτόφωτα -όπως οι πυγολαμπίδες, που παράγουν φως μέσω μιας χημικής αντίδρασης- είτε γιατί την απορροφούν.
Όταν το λευκό φως, που περιέχει όλες τις συχνότητες, πέφτει πάνω σε ένα αντικείμενο, χημικά μόρια στην επιφάνειά του απορροφούν τμήμα της ορατής ακτινοβολίας και διεγείρονται ενεργειακά, χρησιμοποιούν δηλαδή την ενέργεια της ακτινοβολίας ώστε ηλεκτρόνια των μορίων να ανεβούν σε ανώτερο ενεργειακό επίπεδο, από το οποίο στη συνέχεια θα ξαναπέσουν.
Επιστρέφοντας, μπορούν να δώσουν πίσω την ενέργεια εκπέμποντας φθορισμό ή φωσφορισμό, αλλά συνήθως τη χάνουν, ως θερμότητα.
Αφού έχει απορροφηθεί ένα τμήμα του φάσματος, η ακτινοβολία που ανακλάται από το αντικείμενο έχει «χάσει» κάποιες από τις συχνότητές της, με αποτέλεσμα το κύριο χρώμα που βλέπουμε να επιστρέφει, να είναι συμπληρωματικό όσων απορροφήθηκαν.
Ένα πράσινο φύλλο, για παράδειγμα, απορροφά κυρίως μπλε και κόκκινη ακτινοβολία. Λευκά είναι τα αντικείμενα που σκεπάζουν όλες τις συχνότητες του φωτός που πέφτει πάνω τους με τον ίδιο τρόπο, χωρίς να απορροφούν.
Τα χρώματα και οι βαφές είναι φυσικά ή συνθετικά υλικά που περιέχουν χημικές ενώσεις οι οποίες διεγείρονται από την ορατή ακτινοβολία και ο άνθρωπος τα χρησιμοποιεί για χιλιάδες χρόνια - μας έχουν δώσει από τοιχογραφίες σε σπηλιές μέχρι... τη Μόνα Λίζα.
Τα χρώματα και οι βαφές χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: η μια είναι τα ανόργανα, μεταλλικά χρώματα, που είναι ενώσεις μετάλλων οι οποίες επικαλύπτουν μια επιφάνεια - όπως το χαρακτηριστικά λευκό οξείδιο του τιτανίου, κοινό συστατικό των λευκών χρωμάτων για τους τοίχους.
Η άλλη είναι οι οργανικές χρωστικές, οι οποίες απορροφώνται από το αντικείμενο, δίνοντάς του «ζωντανά» χρώματα. Και στις δύο κατηγορίες υπάρχουν τόσο φυσικές όσο και τεχνητές χρωστικές. Η κόκκινη ώχρα, ορυκτό άλας του σιδήρου, που μας έδωσε τις σπηλαιογραφίες της Αλταμίρα, ή το τοξικό κόκκινο της κιννάβαρης, του τοξικού θειούχου υδραργύρου.
Η πορφύρα, η φυσική οργανική χρωστική από το όστρακο Haustellum brandaris έβαφε τα πορφυρά ενδύματα των αυτοκρατόρων, ενώ φυτά του γένους indigofera, έδωσαν την οργανική χρωστική ινδικό, το γνωστό μας λουλάκι. Εκτός από τις φυσικές μεταλλικές και ανόργανες χρωστικές ουσίες, οι χημικοί έχουν παρασκευάσει και πολλές συνθετικές - καινούργια χρώματα με νέες ιδιότητες και εφαρμογές.
Η πρώτη καινούργια μπλε χρωστική έπειτα από αιώνες!
Από τη φύση προέρχονται μερικά από τα πιο όμορφα μπλε χρώματα: O λαζουρίτης, μεταλλική κρυσταλλική ένωση, έδωσε το βασιλικό μπλε χρώμα στο ημιπολύτιμο λάπις λάζουλι, που εξάγεται από την αρχαιότητα στο Αφγανιστάν. Στην Ευρώπη παρήγαγαν μ' αυτό τη χρωστική ουλτραμαρίνα, τόσο όμορφη και ακριβή, που οι ζωγράφοι της Αναγέννησης τη φύλαγαν συνήθως για τον μπλε χιτώνα της Παναγίας.
Το πρώτο συνθετικό χρώμα ήταν το λεγόμενο αιγυπτιακό μπλε, αλκαλικό μίγμα πυριτίας, ασβέστη και χαλκού, που δημιουργήθηκε στην αρχαία Αίγυπτο ως τεχνητό λάπις λάζουλι! Δεν είναι καθόλου παράξενο, λοιπόν, που μέχρι και σήμερα συνεχίζουμε να ψάχνουμε νέα μπλε χρώματα - το πιο πρόσφατο δημιουργήθηκε κατά λάθος! Το 2009, ο χημικός Μας Σουμπραμάνιαν, από το Πανεπιστήμιο του Ορεγκον, συνέθετε μαγνητικές ενώσεις οξειδίων του μαγγανίου αναζητώντας νέα υλικά για ηλεκτρονικές εφαρμογές.
Μία από τις ενώσεις που έφτιαξαν με τον φοιτητή-συνεργάτη του, ένας συνδυασμός οξειδίου μαγγανίου, υττρίου και ινδίου, δεν ήταν καθόλου αποτελεσματική για τον σκοπό που την ήθελαν, ωστόσο είχε ένα τέλειο λαμπερό μπλε χρώμα. Η νέα χρωστική είναι εξαιρετικά σταθερή, δεν ξεθωριάζει, είναι μη τοξική και επιπλέον ανακλά πλήρως την υπέρυθρη ακτινοβολία - άρα, μπορεί να έχει εφαρμογές σε επιστρώσεις για εξοικονόμηση ενέργειας!
Μερικές από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις στην ιστορία της επιστήμης έγιναν... ψάχνοντας κάτι άλλο.
* Κάθε μέρα οι συνεργάτες του μη κερδοσκοπικού οργανισμού επικοινωνίας επιστημονικών θεμάτων στο ευρύ κοινό SciCo παρουσιάζουν με απλά λόγια ένα θέμα που φέρνει την επιστήμη πιο κοντά μας.
** Το άρθρο δημοσιεύθηκε στην εφημερίδα «Φιλελεύθερος», αρ. φύλλου 35.
