Objev červeného stabilního pigmentu pro keramiku je na Nobelovu cenu

23. března 2014

Rozhovor s prof. Petrou Šulcovou z Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice

 

Jak jste se dostala k oblasti pigmentů?

Moje cesta k pigmentům moc dlouhá nebyla. Jsem absolventkou naší katedry, tedy katedry anorganické technologie, která je rozdělena do tří základních směrů, kterými jsou pigmenty, hnojiva či analytické rozbory a termodynamická část. Svou diplomovou práci jsem dělala na části hnojivářské, takže šlo spíše o analytiku. Měřila jsem rozpustnost amonných a draselných solí kyseliny borité. Když jsem v pátém ročníku končila, tehdy jsme ještě měli klasické pětileté studium, oslovil mě profesor Trojan, který se zabýval pigmenty, zda bych nechtěla pokračovat na doktorském studiu na pigmentech. Řekla jsem si, že to zkusím a pigmentům se věnuji již 20 let.

 

Kam až sahá historie pigmentů?

Historie pigmentů sahá až do pravěku. V té době si lidé všimli, že některé zeminy jsou barevné. Jednalo se o železité hlinky, tedy okry a červeně. Lidé je začali používat na okrasu svých těl jako líčidla nebo pro zastrašení nepřátel. Pigmenty ale začali využívat i pro zvelebování svých obydlí. Dokazují to i pravěké jeskynní malby, na kterých jsou těla bizonů a dalších zvířat vymalována železitými pigmenty.

 

Dříve se pro výrobu pigmentů využívala spousta přírodních pigmentů. Využívají se tyto suroviny dodnes, nebo jsou již plně nahrazeny těmi syntetickými?

Tyto suroviny jsou již plně nahrazeny surovinami syntetickými s výjimkou přírodních železitých pigmentů, jejich zajímavá a kvalitní ložiska se nacházejí v Indii. Používají se ale spíše ve stavebnictví například pro vybarvení betonů, jelikož jsou velmi levné. Pro ostatní směry se využívá pigmentů uměle připravených tak, aby byla zaručena stálost barevného odstínu. U přírodních zdrojů záleží na ložisku a podmínkách úpravy, tudíž syntetická cesta zaručuje kvalitu a barevný odstín, který je nepostradatelný.

 

Na které druhy pigmentů jsou v jejich aplikaci kladeny nejnáročnější podmínky? Které pigmenty toho musí nejvíc vydržet?

Z hlediska agresivity prostředí toho musí nejvíce vydržet pigmenty keramické, které jsou aplikovány do keramické glazury. Glazura je v podstatě sklo. Pigment dispergovaný ve sklovině musí vydržet její atak. Pokud si představíme klasickou výrobu skla, tak se pohybujeme okolo teplot 800°C až 900°C. Jedná se tedy opravdu o bublající sklovinu a pigmentové částice jí musí chemicky odolat.  Nesmí se změnit jejich složení ani barevnost. To by bylo na závadu.

 

Existuje nějaká barva, které je velmi těžké dosáhnout?

Takováto barva existuje a je spojena opět s keramikou. Neexistují totiž červené keramické pigmenty, které by měly dostatečnou termickou stálost. Řada pigmentů vydrží maximálně teploty okolo 900°C, ale do keramiky je nelze aplikovat. Od dob, kdy jsem nastoupila na tento obor, se traduje, že objev červeného stabilního pigmentu pro keramiku je na Nobelovu cenu. Červené se sice dá docílit, ale tím, že se do struktury včlení místo kyslíku dusík. To ale komplikuje podmínky výpalu, který musí probíhat v atmosféře dusíku nebo nějaké podobné. Takto připravené pigmenty však právě díky obsahu dusíku nejsou stálé pro glazurové aplikace.

 

Dá se říct, který pigment je nejdražší?

Takovýchto pigmentů je hodně. Většinou se jejich cena odvíjí od ceny surovin případně od výrobního postupu. Mezi ty dražší se řadí třeba pigmenty s kobaltem. I když to nevypadá, tak sloučeniny kobaltu jsou poměrně drahé a zpracováním cena produktu roste. I kobaltová modř, což je klasický kobaltnato-hlinitý spinel, se řadí do vyšší cenové kategorie. Dále to jsou sulfidy ceru. Samostatnou skupinou jsou inkluzní pigmenty, které se používají pro stabilizaci například kadmiové červeně nebo železité červeně, které by samotné nevydržely aplikaci v keramické glazuře. Když se při syntéze zaobalí křemičitanem tak, že se zapouzdří, pak tuto aplikaci vydrží. Tudíž už samotná příprava zvyšuje cenu pigmentu. Tyto pigmenty jsou v té nejvyšší cenové relaci, pokud si odmyslíme například práškové zlato.

 

Jaká je budoucnost pigmentů?

Zhruba dvacet let se traduje, že je v podstatě jedno, kolik bude pigment stát, ale měl by být barevně zajímavý a ekologicky příznivý. Řada pigmentů, které byly a jsou ještě v současné době používány, obsahuje prvky, které jsou z ekologického hlediska opravdu nepřijatelné. Jedná se o prvky jako je arsen či antimon, které jsou problematické, a bohužel řada pigmentů je obsahuje. Pigmenty se tedy budou ubírat směrem k ekologické nezávadnosti a barevné zajímavosti.

 

Kateřina Šraitrová, moderátorka Kavárny Universitas,

studentka bakalářského studijního oboru Anorganické materiály FChT

komentáře používají systém Disqus

Archiv článků v kategorii


Projekt Bravo