Zelena: poezija hemije

Zelena boja je više od puke nijanse; to je priča ispričana kroz hemiju, umjetnost i historiju. Od svjetlucavih pejzaža renesansnih slika do bakarne patine na ikoničnim spomenicima, zeleni pigmenti oblikovali su naš doživljaj i rekreaciju prirodne živosti. Ali šta čini ove pigmente zelenim?

Jasno je sa su umjetnici morali naći načina da postignu zelenu u svojim djelima – posebno za pejzaže. Prve zelene nijanse koje su se koristile, recimo za grnčariju, bile su zapravo nijanse zelene gline. Zeleni pigmneti u prirodi nisu tako rijetki kao plavi, ali kvalitetne zelene pigmente koji ne blijede nije tako lako naći. Ponekad su se koristile zelene biljne boje – recimo od koprive, za farbanje tkanina i zelene zemljane nijanse, ali smaragdno zelena i malahitsko zelena su bile teže dostupne i dragocjenije.

Henri Rousseau

Hemija i fizika zelenog

Zeleni pigmenti, bilo prirodni ili sintetički, svoju boju duguju načinu na koji interagiraju sa svjetlom. Oni reflektiraju zelene dijelove vidljivog spektra dok apsorbiraju druge valne dužine. Drugi način da materijal ima zelenu boje jeste da je zrači – kao neonska ili led lampa. Ovdje boja, odnosno zelena svjetlost nastaju tako da se pobude elektroni u vanjskom elektronskom omotaču i oni odskoče na viši energetski nivo. To se događa kada se na atome nekih tvari djeluje nekom energijom. Elektron se može vratiti u svoju izvornu energiju (osnovno stanje) otpuštanjem te energije kao fotona (svjetlosti). Boja svjetlosti koja se proizvodi ovisi o tome koliko je pobuđena energija udaljena od izvorne energije. Na primjer, helij svijetli ružičasto, kripton zeleno, a argon plavo.

No vratimo se na početak – boje koje vidimo, recimo zelena, uglavnom se rezultat prvog efekta – da neki materijal ubije svjetlost određene valne dužine, a druge valne dužine odbije. Dakle mi vidimo kao boju ono što je odbijeno. Koji će dio spektra odbiti, a koji upiti, ovisi o svojstvima tvari, atoma i molekula, veza između njih.

Zeleni pigmenti su dolazili ili iz nekih minerala poput malahita i verdigra, oba na bazi bakra, od zelene zemlje, vrste gline, ili od sintetički proizvedenih pigmenata. Moderna dostignuća uvela su sintetičke pigmente poput ftalocijaninskog zelenog G, živopisnog, intenzivnog pigmenta koji se koristi u uljanim i akrilnim bojama. Ovo sintetičko čudo je kompleks bakar(II) hloriranog ftalocijanina, nudeći stabilnost i briljantnost neuporedivu sa svojim prethodnicima.

Dosta zelenih pigmenata i minerala zapravo u sebi imaju bakar, koji pozeleni, dobije patinu stajanjem na zraku pa krovovi koji su obloženi bakrom  postanu zeleni. Plavo-zeleni tirikiz je također jedinjenje bakra i to hidratizirani fosfat bakra i aluminijuma formule CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈·4 H₂O.

Ali, postoje i jedinjenja hroma i kobalta koji su zeleni, pa i organski zeleni pigmenti, od kojih je napoznatiji svakako hlorofil, koji biljkama daje zelenu boju, i započinje reakciju fotosinteze tako što stvara kaskadu elektrona, kada na jezgro hlorofila, u kojem se nalazi atom magnezijuma, udari foton, čestica svjetlosti.  Umjesto da elektron samo kao teniska loptica odskoči i vrati se, on postaje dio kaskade reakcija u kojima biljke na kraju stvore hranu, dijelove sebe pomoću sunčeve energije, vode i ugljičnog dioksida.

Sada dosta o fotosintezi. Zanimljiv je dio o upotrebi različitih pigmenata u slikarstvu.

Claude Monet

Verdigris: patina vremena

Jedan od najstarijih zelenih pigmenata, verdigris, dolazi iz prirodne patine koja se formira na bakru, bronzi i mesingu kako stare. Kip Slobode, sa svojom plavo-zelenom nijansom, svoj izgled duguje verdigrisu. Po svojoj hemiji, verdigris je hidratizirani bakarni acetat.

Istorijski, umjetnici su ovaj pigment dobivali vrlo zanimljivim metodama, poput izlaganja bakra sirćetu ili zakopavanjem u gnojivo. Međutim, verdigris je bio ozloglašen zbog svoje nestabilnosti, često mijenjajući druge boje kada bi se miješao ili propadao s vremenom. Uprkos svojim manama, krasio je freske u Pompejima i iluminirane rukopise tokom srednjeg vijeka, pokazujući svoju trajnu privlačnost. Također, verdigris je toksičan.

Malahit: zeleni dragulj

Malahit, svijetlozeleni mineral, bio je cijenjen od davnina. Egipćani su ga kopali u Sinajskoj pustinji, koristeći ga za kreiranje živopisne šminke i ukrašavanje zidova grobnica. I da – malahit spada u poludrago kamenje. Kaže se da je Kleopatra koristila malahit za svoj prepoznatljiv make-up za oči. U Kini, upečatljiva zelena boja malahita krasila je pejzaže i rukopise, simbolizirajući prosperitet i harmoniju. Uprkos svojoj cijeni i krhkosti, malahit ostaje omiljen zbog svoje intenzivne, prirodne zelene boje.

Radi se o hidroksidu bakarnog karbonata, formule Cu₂CO₃(OH)_2. 

Oko ovog minerala postoji mnogo legendi, kao i kod svakog poludragog i dragog kamena – neki vjeruju da ima neku energiju i da može da liječi. No sve su to tek praznovjerja. U mineralima treba uživati, ali bez primjesa pseudonauke.

Malahit se koristio u slikarstvu i kiparstvu kao i za izradu različitih predmeta. Poznati artefakti izraženi od malahita su oni iz Teotihuacan civilizacije u Meksiku, gdje su se koristili za izradu murala, vaza od malahita u Hermitage muzeju. Njime su oslikani i neki budistički prikazi te Portret Arnolfinijevih od Jana van Eycka, konkretno haljina supruge. Ovaj portret je jedna od najstarijih slika koje su napravljene u ulju i sačuvane, pored čuvenog Gentskog oltara, o kojem na Nauka govori Instagramu možete naći i video.  

Portret Arnolfinijevih, Jan van Eyck, 1434.

Gentski oltar, dio Klanjanje janjetu, rad braće Hubert i Jan van Eyck, 1420-1432.

Zelena zemlja: suptilna nijansa prirode

Za razliku od živopisnosti malahita ili verdigrija, pigmenti zelene zemlje nude maslinasto-zelenu nijansu. Široko korišteni u 14. i 15. vijeku, često su služili kao podloga u portretima, posebno za tonove kože. S vremenom, gornji slojevi nekih slika izblijede, otkrivajući zelenu zemlju ispod, pružajući nam jedinstven uvid u istorijske tehnike. Ovaj pigment se nabavljao iz regija poput Verone i Kipra, a njegova pristupačnost činila ga je praktičnom alternativom skupljim zelenim pigmentima.

Radi se o mineralima celadonitu i glaukonitu, i ima zanimljiv hemijski sastav koji se opisuje ovom podugačkom formulom K[(Al,Fe³⁺),(Fe²⁺,Mg)](AlSi₃,Si₄)O₁₀(OH)_2. 

Dakle, hidroksid aluminijumovg silikata sa kalijumom, željezom i magnezijumom, u osnovi. Poznat je rimski mural koji predstavlja božicu Floru rađen ovim pigmentom:

Flora, Villa di Arianna, Stabia južna Italija. By ArchaiOptix – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=91627068

Moderni zeleni pigmneti: Od viridijana do ftalocijanina

19. i 20. vijek donijeli su revoluciju u zelenim pigmentima. Viridijan, sintetički plavo-zeleni pigment, stekao je popularnost zbog svoje srednje zasićenosti i tamne vrijednosti boje, bliske plavoj. Izmišljen je u Francuskoj i dobio naziv po latinskoj riječi viridis za “živ”. Umjetnici poput Paula Cézannea, Clauda Moneta i Jeana Renoara prigrlili su ga zbog njegove suptilne ljepote.

Inače viridijan korišten u 19. vijeku imao je jedno onečišćenje, amorfni hromijum-oksid borat, kojeg nema u danas prizvedenim viridijanima. Ta činjenica se može koristiti za potvrđivanje autentičnosti slika iz perioda impresionizma, i uopšte 19. vijeka. Zanimljivo je da viridijan u kombinaciji s magentom može proizvesti neobične, lijepe nijanse ljubičaste i purpurne koje se ne bi mogle dobiti pukim miješanjem plave i crvene.

Međutim, pravi preokret donio je ftalocijaninsko zeleno, zbog svoje stabilnosti. Svjetlina i svestranost ovog sintetičkog organskog pigmenta učinili su ga dominantnim zelenim u modernoj umjetnosti, korištenim ne samo u bojama već i u plastici i tekstilu, pa i za šminku i boje za tetovaže. Ovo jedinjenje ima aromatsku strukturu – ima 4 izoindolne jedinice:

struktura hema

struktura hlorofila

Da li vas ova struktura podsjeća na nešto? Recimo na strukturu hema, koji je aromatski spoj iz reda porfirina u hemoglobinu ili zelenog pigmenta hlorofila, koji spada u hlorine.

Otrovna privlačnost smaragdno zelene

Priča o pigmentima i bojama mora imati toksičnu stranu. Inače upravo je zelena u filmovima, naročito animiranim, simbol toksičnosti. Sjetimo se svih otrovnih napitaka kao i radioaktivnog urana u špici Simpsonovih. Već samo saznanje da su neki zeleni pigmenti jedinjenja kadmijuma i arsena, dovoljna je da pomislimo da bi mogli biti otrovni.

Smaragdno zelena, također poznata kao pariška zelena, fascinantna je koliko i opasna. Kreirana 1814. godine, postigla je zadivljujuće bogatu nijansu, ali je sadržavala arsen, čineći je veoma toksičnom. Uprkos rizicima, umjetnici poput Van Goga i Gaugina koristili su je za stvaranje dramatičnih kontrasta u svojim djelima. Ustvari, to je jedno jedinjenje arsena, natrijum arsenit sa bakarnim acetatom, odnosno u mješavini sa soli bakra i sirćetne kiseline. Dvojni život ovog pigmenta kao sredstva za uništavanje glodara i umjetničkog alata naglašava često zanemarene opasnosti s kojima su se umjetnici suočavali u potrazi za ljepotom. I slikari se nisu trovali samo pariško zelenom – još neki od otrovnih pigmenata su bili na bazi hroma ili olova, poput olovnog bjelila.

Još neki zeleni pigmenti su kadmijum zeleno (kadmijum oksid), hrom zeleno (hrom oksid), kobalt zeleno (kobalt-cink oksid, CoZnO₂) te bakar arsenit, vrlo žive, trava-zelene boje, ali vrlo nestabilan i toksičan.

Inače zelena boja dragog kamena smaragda nema veze s ovim pigmentom. Smaragdi su varijanta minerala berila, koji je po svom sastavu jedan tip aluminijumovog silikata. Aluminijumovi silikati po sebi nisu nešto naročito – osim ako su smaragdi, rubini (korund) ili neki poludragi kamen. U smaragdu beril sadrži još i vanadijum i krom i upravo su oni odgovorni za zelenu boju. No, ne možemo pretvoriti smaragd u sitan prah i od njega dobiti boju.

Nauka o zelenim pigmentima premošćuje jaz između prirode, umjetnosti, hemije i historije. Od drevnih grobnica do modernih remek-djela, ovi pigmenti pričaju priče o inovacijama, otpornosti i ljepoti.

Za kraj, stihovi koje je napisao Federico García Lorca:

Zeleno, volim te, zeleno.
Zelen vetar, zelene grane.
Brod na moru
i konj u planini.
Opasana senkom
ona sanja na verandi,
zelene puti, kose zelene,
sa očima od hladnog srebra.
Zeleno, volim te, zeleno!
Pod lunom Cigankom
stvari pilje u nju
a ona ih ne vidi.

Još o bojama:

Žuta, crvena, prusko plava, tirkizna, purpurna.

The post Zelena: poezija hemije appeared first on Nauka govori.