蓝色,是冷色调中最冷的色彩。提到蓝色,人们自然会联想到海洋、天空、湖,代表着智慧、博大、梦幻、冷静与安详,象征着永不言弃的自由精神和人们对美好世界的憧憬,成为了被赋予梦想和永恒的幸运色。或许很多人都觉得蓝色是生活中最为常见的颜色,似乎没有深入了解它的必要,但是看似普通的蓝色,背后却有着不普通的故事。

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图1 蓝色颜料演变史

1.古代人工合成颜料

(1)埃及蓝--第一种人工合成颜色

公元前2500年,考古学家和盗墓者在古埃及的墓室中发现了法老的黄金面具和大量精美的壁画,其中大量使用了蓝色,这也是最早发现的“蓝色”记忆,这种蓝色被称为“埃及蓝”(Egyptian Blue)-第一种人工合成的颜色(将石灰、沙子和铜合成硅酸铜钙CaCuSi4O10)。直到公元五世纪时,随着西罗马帝国的衰落与灭亡,埃及蓝湮没在古壁画内,其制作工艺直到1000多年后才被世人再次发现。

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图2 古埃及法老的黄金面具(左)、古埃及皇族与他的仆人(中)和古埃及狩猎场景(右)(图片源自网络)

(2)中国蓝—最早的人工合成颜色

传说在中国古代,人们曾将铜与钡等重金属元素按照不同比例混合,生成深浅不一的蓝色物质(硅酸铜钡BaCuSi4O10等)[1]。美国佛利尔研究所从中国战国至汉代的陶器、青铜器等彩绘颜料中分析出蓝色与紫色的硅酸铜钡,这也是中国最早的人工合成蓝色颜料--命名为中国蓝。

2. 天然矿石颜料

(1)群青—最早的天然蓝色颜料

由于早期人造蓝色颜料埃及蓝的制作工艺当时已经失传,在过去的几千年,受到宗教领袖和艺术巨匠们一直追捧的蓝色颜料“群青”的原材料就是天然青金石——一种产自阿富汗东北部的蓝色矿脉的湛蓝宝石,其蓝色源于内部晶格网状结构中的S3-粒子,对于矿物的含硫量有一定要求。由于当时的此种矿脉少、运输不便加之生产力低下,使得 “群青”在欧洲成为昂贵的颜料,价格堪比黄金,被用来专门绘制西斯廷教堂的天空和圣母玛利亚的长袍。然而荷兰画家约翰尼斯 维米尔在《带珍珠耳环的少女》、《倒牛奶的女仆》等画作的创作中却毫不克制的购买蓝色颜料,使得全家负债累累[2]。

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图3 “群青”画作(图片源自网络)

(2)石青—中国最早的天然蓝色颜料

在东方,绘画作品主要以水墨画为主,和油画使用的溶解颜料的溶剂并不相同,蓝色的来源是石青,来自蓝铜矿,化学成分为Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ ,经常与孔雀石伴生,在我国古代常被称作的“丹青”中的“青”指的就是石青[3-4]。例如,虎年春晚上绝对“青”流的神仙舞蹈--《只此青绿》将中国的古典美体现的淋漓尽致,其创作灵感就来源于中国十大传世名画之一的《千里江山图》,由北宋画家王希孟在18岁时用半年时间画成,该画使用石青矿物颜料绘成而得名,绚丽的青绿色调交织描绘着千里江山的锦绣恢弘。

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图4 春晚节目《只此青绿》与《千里江山图》(图片源自网络)

3. 现代合成颜料

(1)普鲁士蓝—欧洲最早的现代合成颜料

到了18世纪,蓝色颜料的身价跌落神坛,起因是德国的一位颜料工匠荻斯巴赫合成出了一种新型蓝色颜料—普鲁士蓝,此种颜料是将草木灰和牛血混合后焙烧制成黄色晶体(亚铁氰化钾),加入氯化铁溶液,便产生了此种蓝色物质(亚铁氰化铁),不同于群青的鲜艳神秘,普鲁士蓝展现出庄严稳重的感觉,再加之原料常见便宜和优良的着色能力,成为当时艺术家们最常用的颜料,毕加索在其创作的“蓝色时期”曾大量使用普鲁士蓝颜料作画。

建筑学界中,蓝图的蓝指的就是普鲁士蓝,将画好的图纸盖在浸泡过柠檬酸铁铵溶液的纸张上,再经由阳光曝晒,使之未被线条遮盖的部分形成Fe2+,最后浸入铁氰化钾溶液中,在图纸空白处便出现了普鲁士蓝,这种堪比工程界的活字印刷术的技术,为后世建筑学的发展奠定了基础。

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图5 普鲁士蓝(图片源自网络)

普鲁士蓝是经典的配合物,其化学组成有很多种,最常见的是亚铁氰化铁钾(KFe[Fe(CN)6])和亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3),其配体为六个氰基,是二价铁和三价铁分别与氰基的C、N两端配位键联,形成开放式的骨架,K+则间隔的位于立方体中心。

普鲁士蓝通常为Fm3m结构,但当合成环境的不同或掺杂离子的不同,其结构将发生畸变。N、C原子可以和多种金属元素配位,所以普鲁士蓝中的Fe可以被替换成包括Zn、Co、Cd、Ni、Pt的一系列过渡金属,组成普鲁士蓝类似物(PBAs)。此外,这一类立方晶体结构中心有较大的空穴,可以容纳离子(K+、Na+、Rb+、NH4+)或分子。

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图6 普鲁士蓝结构图(图片源自文献[5])

普鲁士蓝里含有氰基,大家会不自觉的想到剧毒的氰化钾或是氰化氢,普鲁士蓝毒性并不大,还可以用来解毒,早在2003年10月美国FDA就正式批准可溶性普鲁士蓝作为资料放射性铊中毒和放射性铯中毒的特效药,因为铊和铯可置换普鲁士蓝上的铁后形成不溶性物质,使其随粪便排出。此外,由于普鲁士蓝材料结构明确、多样,组成可调节,位点多及多孔性等优点,已经被广泛应用于电池、催化、医疗等领域[6-8]。

(2)滕氏蓝—东方最早的现代合成颜料

来自于神秘东方的滕氏蓝颜料,与普鲁士蓝颜色相近,是在大约相同的时间被独立发现的,其制备方式也几乎一样,是由混合硫酸亚铁FeSO4溶液和铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液得到,反应得到的是一种深蓝色的溶液。

事实上,关于这两种物质是否是同一种物质,科学家们早已开始了探讨与争论。随着当今先进的化学分析手段,科学家通过X射线衍射法和电子衍射法终于确定了普鲁士蓝/滕氏蓝实际上是一种物质。

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图7 滕氏蓝与普鲁士蓝颜色与结构(图片源于bilibili网站-真 凤舞九天)

(3)钴蓝—群青替代品

钴蓝的历史可以追溯到八世纪和九世纪,多用于珠宝和陶瓷的颜色,例如,中国的青花瓷器。1802年,法国化学家Louis Jacques Thénard发现了一种更纯净的氧化铝型钴蓝,其化学成分是铝酸钴,并于1807年在法国开始大批量生产。

钴蓝色象征纯洁和辉煌,神秘而瑰丽的气质深受历代艺术家的喜爱。作为群青的替代品,钴蓝相较于群青,色彩更为鲜亮耀眼,而且性质稳定,与其他颜色混合时亦不会产生不良反应。尽管价格还是偏高,艺术家很快就接受了钴蓝色,许多画家,如梵高、莫奈、雷诺阿等都开始使用新的颜料来代替昂贵的群青。可以说,钴蓝的出现被称为蓝色颜料的又一历史性革命。

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图8 唐青花瓷(左图)、雷诺阿作品《The Skiff》(图片源于网络)

(4)人工群青

因群青本身成本高昂,法国政府于 1824 年发布了一个悬赏令,奖励能发明人造群青色料的发明者。1828年,法国化学家让-巴布蒂斯特•吉美 (Jean Baptiste Guimet) 发明了一种含有S3-离子的人造群青,其化学成份与最纯的青金石一致,也被称为“法国群青”。和现在依旧昂贵的天然群青相比,合成群青的颜色更加鲜艳生动,因为在合成群青的颗粒比天然群青更小更均匀,纯度也更高。此外超高的性价比也使得合成群青脱颖而出,成为新秀。印象主义就是在“法国群青”促进之下蓬勃发展起来的。

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图9莫奈油画作品《日出·印象》;天然群青与合成群青(图片源于网络)

(5)克莱因蓝—蓝色新革命

1956年,法国艺术家伊夫·克莱因在材料商人爱德华·亚当的帮助下,将群青粉融入合成树脂 Rhodopas M60A,调配出了这种纯净到极致的蓝色,饱和度高,却又出奇地耐看,经久不变色,这就是“国际克莱因蓝” (International Klein Blue,简称IKB)。

克莱因蓝流传60多年来,始终作为永恒的经典色,活跃在人们日常视野。它以其单纯,及强力的视觉侵蚀力,无需语言,让人看一眼便难以忘却,即能唤起人们强烈的心灵感受,有着同自然一样抚慰人心的力量,更被誉为是“世界上最纯正的蓝”。近年来,克莱因蓝火爆出圈,更是席卷了整个时尚圈,其时髦、超吸睛神秘又纯粹的视觉体验备受各大商家的青睐,从服饰到箱包、汽车、家居包括电影都是克莱因蓝的天下。

伊夫·克莱因眼中的蓝色,纯粹、安定又浓郁——“是天空,是水,是空气,是深度和无限,是自由和生命,是宇宙最本质的颜色。” 克莱因蓝开启了蓝色的自由与纯粹,受到了全世界的偏爱,经久不衰[9]。

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图10 克莱因蓝(图片源于网络)

结语

从古至今,人们在蓝色的探索路途中一路前行,从深邃的海洋、无尽的天空或太空远眺的地球,它在人类文明历史上留下了深深的印记。这种神奇的颜色承载着对社会历史、科学创新和艺术交迭的更深层次的含义,它像一首诗歌,它在低声的吟,众人在聆、在感、在悟、在希冀……,不断创造着文明的新时刻。