YInMn Blue Discovery: La ciencia detrás del nuevo tono de azul

El Dr. Mas Subramanian explica cómo su equipo descubrió el azul YInMn, el primer pigmento azul nuevo en más de 200 años.

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Técnicamente, los científicos no pueden crear un nuevo color, pero sí pueden crear nuevos materiales que refracten y absorban la luz de nuevas formas. En 2009, el químico del Estado de Oregón Dr. Mas Subramanian y su equipo de investigación descubrieron un medio para producir un nuevo tono de azul. Fue el primero sintetizado en un laboratorio en más de 200 años. El último descubrimiento azul fue azul cobaltocreado por el químico francés Louis Jacques Thenard en 1802.

El nuevo azul de Subramanian fue apodado YInMn Azul. El nombre procede de itrio, indio y manganeso, que son los elementos que componen el pigmento. El equipo de la Universidad Estatal de Oregón lo descubrió por casualidad. Habían estado investigando las propiedades eléctricas de los óxidos de manganeso.

"Fabricamos una serie de compuestos combinando óxidos de tres elementos: itrio (blanco), indio (amarillo) y manganeso (negro), y calentamos las mezclas a temperaturas muy altas, de 1250 Celsius, o 2300 Fahrenheit, para estudiar sus propiedades magnéticas", explica Subramanian. Los resultados de estos experimentos no fueron los esperados. "El estudiante sacó las muestras del horno y salieron como polvos de un azul impresionantemente intenso. Imagínese mi sorpresa, porque habíamos empezado con materiales de color blanco, amarillo y negro".

Sabiendo que la simple mezcla de dos pigmentos no basta para producir un nuevo color, y no habiendo visto un azul tan vivo en sus 35 años de investigación, Subramanian supo inmediatamente que se trataba de un avance importante.

El color azul siempre ha sido muy codiciado. Debido a la dificultad de extraer el color azul de materiales naturales, se cree que fue el primer pigmento sintético creado por el ser humano, y se produjo por primera vez en antiguo Egipto en el tercer milenio antes de Cristo. El azul sigue siendo el color más difícil de sintetizar para los científicos, y es notoriamente inestable como compuesto inorgánico. Pero probablemente lo más sorprendente del azul es que no existe en la naturaleza.

El cielo, el océano, las campanillas, las plumas de ciertos pájaros y los ojos pueden parecer azules, pero, como explica Subramanian, "en realidad no tienen pigmento". Los tonos azules naturales no son azules como las hojas son verdes o las amapolas rojas. Su color procede de un truco de estructura. A diferencia de los rojos, marrones y amarillos, el azul no se puede moler y poner en el lienzo, y por eso el equipo de la Universidad Estatal de Oregón sabía que tenía algo importante entre manos con el YInMn Blue.

La formación cristalina del YInMn Blue lo hace superior a otras composiciones de pigmentos inorgánicos. Es estable, resistente a ácidos y álcalis, duradero, resistente al calor y a los rayos UV, y no es tóxico. A diferencia de otros azules, no se decolora con el tiempo. Esta vivacidad hace que el azul YInMn sea especialmente atractivo para artistas y diseñadores. Resulta especialmente útil en la restauración de obras de arte, ya que es un tono similar al azul ultramar, un pigmento utilizado tradicionalmente en pintura, pero el azul YInMn dura mucho más.

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A través del departamento de química del Estado de Oregón: "La fórmula química del azul YInMn es YIn1-xMnxO3. Estas composiciones adoptan una estructura cristalina en la que el cromóforo responsable del intenso color azul (Mn3+) reside en el sitio bipiramidal trigonal (mostrado en azul)."

El color también tiene potencial para algunos usos industriales únicos. Subramanian explica que la capacidad del YInMn Blue para reflejar el calor "es una ventaja, ya que puede reducir el coste de la refrigeración de edificios y coches". Utilizado en tejados, por ejemplo, este nuevo azul podría desempeñar un papel importante en la eficiencia energética y las tecnologías de calefacción respetuosas con el medio ambiente.

Sacar este pigmento del laboratorio y comercializarlo requiere más pruebas y ajustes. La empresa Shepherd Color entra en escena. Especializados en compuestos colorantes inorgánicos de alto rendimiento, cuentan con la capacidad, la experiencia y la tecnología necesarias para producir el color a gran escala. En la actualidad, Shepherd aún está probando los niveles de toxicidad del azul YInMn y esperando la aprobación de la EPA antes de poner el color a la venta.

El director de marketing de Shepherd Color Company, Mark Ryan, explica los últimos avances del sector: "Hace unos años patentamos los pigmentos amarillos NTP (Niobium Tin Pyrochlore) para sustituir al cromato de plomo. Realmente es un invento increíble por su durabilidad, cromaticidad y opacidad". Ryan también nos cuenta que el amarillo no es el único color que se ha actualizado. "Debido a las restricciones químicas europeas REACH, hemos adquirido nuevos pigmentos verdes que reducen la exposición a compuestos de plomo y cromo".

Para mantenerse al día con las normas y reglamentos del sector, las instituciones de investigación y las empresas de color como TSCC y Pantone invierten incontables horas en investigar y desarrollar formas de mejorar los compuestos existentes. El pigmento ideal es aquel que es térmicamente estable, químicamente inerte, no tóxico, no cancerígeno y, aun así, vibrante. Aplicando a otros compuestos la misma estructura trigonal bipiramidal, fuerte y estable, que utiliza el azul YInMn, el equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Oregón ha logrado avances apasionantes en este campo.

"Hemos hecho otros colores", dice Subramanian. "Sustituyendo hierro por manganeso hemos hecho naranja, sustituyendo manganeso por cobre hemos hecho verde y cambiando indio por titanio y zinc hemos hecho morado".

Después del azul, la búsqueda de un pigmento rojo perfecto es una especie de Santo Grial en la industria del color. "Actualmente buscamos un pigmento rojo estable y no tóxico. Los pigmentos rojos inorgánicos que se utilizan actualmente no son muy estables y suelen contener elementos tóxicos como cadmio, plomo y mercurio".

El equipo de Subramanian trabaja para crear un óxido rojo como el YInMn Blue, con ciertos huecos energéticos entre los átomos de carbono. Un rojo ideal sería, como este nuevo azul, menos tóxico y también tendría potencial para ser utilizado en el sector energético. Quizá en un futuro próximo oigamos hablar de un nuevo rojo cadmio o bermellón que ayude a calentar las casas de forma más eficiente. Mientras tanto, podemos esperar a que el azul YInMn llegue al mercado comercial. Crayola ha anunciado recientemente que lanzará un YInMn Crayón azul a finales de este año.

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