Qu’ils soient outremer, céruléen, égyptien ou cobalt, les pigments bleus colorent les œuvres d’art depuis des siècles. Aujourd’hui, apparemment à l’improviste, les scientifiques ont découvert un nouveau pigment bleu qui utilise moins de cobalt tout en conservant un éclat brillant.
Bien que quelque chose comme cela ne puisse se produire qu’une fois par lune bleue, le colorant aluminosilicate de baryum dopé au cobalt décrit dans Matériaux optiques appliqués ACS résiste aux températures élevées d’un four et donne une couleur vive aux carreaux émaillés.
De nombreux pigments bleus brillants, comme ceux de la porcelaine chinoise antique ou des œuvres de Claude Monet, utilisent des composés à base de cobalt, dont le fameux « bleu de cobalt ». Bien que le métal lui-même soit toxique, sous forme minérale, il présente une stabilité chimique et thermique élevée, et ces propriétés font de l’aluminate de cobalt l’un des seuls pigments adaptés aux applications à haute température, notamment les émaux de poterie.
Aujourd’hui, le cobalt est utilisé dans les batteries lithium-ion, et la demande pour ce minerai métallique augmentera probablement à mesure que les besoins en énergie des batteries augmenteront. En conséquence, les scientifiques, dont Peng Jiang et ses collègues, recherchent des pigments alternatifs nécessitant moins d’ions cobalt tout en conservant une teinte bleu vif.
L’équipe a basé son nouveau pigment sur un minéral de feldspath de baryum (BaAl2Si2O8) qui présente également une stabilité chimique et à haute température. Les composés contenant du baryum, de l’aluminium, du silicium et du cobalt ont été broyés ensemble, pressés en une feuille, puis chauffés à plus de 2 550 degrés Fahrenheit pour former le pigment.
Ensuite, les chercheurs ont mélangé la poudre dans un vernis céramique, l’ont pulvérisé sur des carreaux et les ont cuits pour produire des pièces de poterie émaillées. Le pigment était stable à des températures allant jusqu’à 3 200 degrés, bien au-dessus de la température de cuisson typique d’un four à poterie, et ne présentait que de légers changements de couleur lorsqu’il était exposé à des solutions acides ou alcalines, démontrant la stabilité du composé.
Les carreaux pulvérisés avec l’émail pigmenté conservaient une surface lisse et brillante dont la couleur s’approfondissait à mesure que la concentration de cobalt dans le pigment augmentait. Les chercheurs affirment que cette nouvelle poudre réduit considérablement la quantité de cobalt nécessaire, ce qui donne lieu à un pigment céramique bleu moins cher et plus facile à produire.
Plus d’information:
Zhiwei Wang et al, Application et propriétés des pigments bleus BaAl2Si2O8 dopés au Co2+ dans les glaçures, Matériaux optiques appliqués ACS (2024). DOI : 10.1021/acsaom.3c00419