В Университете штата Орегон (США) открыт новый тип износостойкого, экологически безвредного синего пигмента, обладающего необычной способностью отражать тепло. Это «холодное синее» соединение, полагают его авторы, могло бы стать важной составной частью энергосберегающих мер в современных зданиях.

Посмотрим, так ли это на самом деле.

Рис. 1. Тригонально-бипирамидальная кристаллическая структура пигмента, представленная авторами разработки (иллюстрация Oregon State University).

Вещество, о котором пойдёт речь, было открыто несколько лет назад почти случайно при изучении электрических свойств новых материалов. После получения учёными патента информация о необычном пигменте стала более открытой.

Одной из наиболее интересных областей применения соединения является помощь в сокращении количества тепла, абсорбируемого крышами и стенами зданий, особенно в тех жарких регионах, где счета за охлаждение остаются основной статьёй расходов.

По уверениям создателей пигмента,

он отражает до 40% тепла, передаваемого в виде ИК-излучения.

Способность отражать ИК-излучение выглядит довольно необычной ещё и потому, что традиционно используемые тёмные красители имеют как раз тенденцию к абсорбированию большего количества тепла, чем это свойственно светлым краскам.

Однако у любого правила есть свои исключения, вот и этот пигмент, обладающий достаточно тёмным тоном, тем не менее отражает около половины тепла в инфракрасном спектре. Кроме того, новый пигмент, открытый орегонскими исследователями, является, возможно, лучшим синим пигментом, когда-либо произведённым человеком со времён античности.

Синие пигменты всегда были предметом самых интенсивных поисков, но, к сожалению, часто обладали определёнными недостатками, не устраивающими материаловедение: либо слишком быстро разлагались на солнце, либо были излишне токсичными, а то и вовсе канцерогенными.

Этим и исчерпывается доступная информация об «удивительном» пигменте. В качестве небольшого дополнения авторы сообщают, что при

нагревании прекурсора до 1 100 ˚C происходит «некоторая трансформация марганец-содержащего соединения», что и вызывает переход цвета в «удивительно синий». Как позже определили сами исследователи, изменение окраски связано с необычной «тригонально-бипирамидальной координацией» молекул пигмента в кристаллической решётке прекурсора, которая изменяется под действием экстремально высоких температур.

Вот и всё. Завуалировано до запутывания. Впрочем, авторы приводят иллюстрацию, которая и является, по-видимому, той самой «тригональной бипирамидой». Попробуем сказать что-то более конкретное, исходя из этой информации, забытой авторами, наверное, «по недогляду».

Судя по геометрии, расцветке атомов и на основании некоторого опыта перед нами фаза на базе смешанного оксида YInO₃, в которой роль элемента включения выполняет трёхвалентный марганец. Более того, скорее всего, никакого магического перестроения с изменением цвета и не происходило. А было банальное получение смешанного оксида спеканием трёх исходных простых оксидов Y₂O₃, In₂O₃ и Mn₂O₃ под давлением на воздухе в определённом желаемом соотношении. При этом образовывалась фаза смешанного оксида YIn₁-xMnxO₃.

Если всё это так и все наши рассуждения верны, то синий цвет обусловлен исключительно включением Mn³⁺, втиснутого в непривычное тригонально-бипирамидальное координационное окружение.

Но самое главное — это, конечно, полнейшая несостоятельность идеи авторов, стремящихся навязать их «удивительное» соединение в качестве компонента энергосберегающих технологий.

Цена индия и иттрия, а в особенности их исчезающая распространённость, делают сколько-нибудь масштабное применение такого пигмента не только безумно дорогой, но и физически невыполнимой затеей. Дешевле будет установить в десятки раз больше кондиционеров, чем выкрасить крышу и стены индием и иттрием. С научной точки зрения, открытие интересное, с практической — бесполезное, зря только на патент потратились и секретничали…