derecha|miniaturadeimagen|374x374px|Detalle de un mural encontrado en una tumba Han Oriental cercana a Luoyang, Henan. Muestra a un par de jugadores de Liubo, contiene pigmentos de tanto azul Han como púrpura Han. Púrpura Han y azul Han (también conocidos como azul y púrpura chinos) son pigmentos sintéticos de bario, cobre y silicatos desarrollados en China usados desde el período de Zhou Occidental (1045-771 a.C.) hasta el fin de la Dinastía Han (~220).
Color La azurita era el único pigmento natural azul usado en la China antigua. Previo a la invención de estos pigmentos sintéticos no había ningún pigmento púrpura de origen natural en esta zona.Thieme, C. 2001. (translated by M. Will) Paint Layers and Pigments on the Terracotta Army: A Comparison with Other Cultures of Antiquity. In: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling and C. Blänsdorf (eds.) The Polychromy of Antique Sculptures and the Terracotta Army of the First Chinese Emperor: Studies on Materials, Painting Techniques and Conservation. Monuments and Sites III. Paris: ICOMOS, 52–57.
El Azul Han en su forma pura es, como lo sugiere el nombre, azul.
El púrpura Han en su forma pura es de hecho de un color azul oscuro, parecido al añil. Se le llama coloquialmente púrpura ya que es un color entre el azul y el rojo, técnicamente, según la teoría del color es un color no espectral entre el rojo y el violeta en la llamada "línea de púrpuras" en el espacio de color CIE 1931. Posiblemente, un nombre más acertado sea el de "Índigo Han" aunque podría también ser considerada una sombra brillante de la ultramarina (la clasificación de color de la ultramarina, no como pigmento).
El color morado visto en muestras de púrpura Han es creado por la presencia del óxido de cobre (I) (Cu2O) de color rojo cuando el pigmento se descompone (el rojo y el azul crean el púrpura).Wiedemann, H. G. and Berke, H. 2001. Chemical and Physical Investigations of Egyptian and Chinese Blue and Purple. In: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling and C. Blänsdorf (eds.) The Polychromy of Antique Sculptures and the Terracotta Army of the First Chinese Emperor: Studies on Materials, Painting Techniques and Conservation. Monuments and Sites III. Paris: ICOMOS, 154–169. La descomposición del púrpura Han para formar óxido de cobre (I) corresponde a la ecuación química:
3 BaCuSi2O6 → BaCuSi4O10 + 2 BaSiO3 + 2 CuO
Por sobre los 1050 °C, el óxido de cobre (II) se descompone para formar óxido de cobre (I):Wiedemann, H. G. and Berke, H. 2001. Chemical and Physical Investigations of Egyptian and Chinese Blue and Purple. In: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling and C. Blänsdorf (eds.) The Polychromy of Antique Sculptures and the Terracotta Army of the First Chinese Emperor: Studies on Materials, Painting Techniques and Conservation. Monuments and Sites III. Paris: ICOMOS, 154–169.
4 CuO → 2 Cu2O + O2
Química Tanto el azul como el púrpura Han son silicatos de bario y cobre (conteniendo bario, cobre, silicio, y oxígeno). Aunque difieren en su fórmula, estructura, y propiedades químicas.
Fórmula química y estructura molecular
Púrpura Han El púrpura Han tiene la fórmula química BaCuSi2O6.
El púrpura Han tiene una estructura en capas con anillos de silicatos aislados, conteniendo enlaces cobre-cobre que hacen que este compuesto sea más inestable que el azul Han donde los enlaces metal-metal son más raros.Wiedemann, H. G. Bayer, G. and Reller, A. 1998. Egyptian blue and Chinese blue. Production technologies and applications of two historically important blue pigments. In: S. Colinart and M. Menu (eds.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 mars 1997. Bari: Edipuglia, 195–203.
Azul Han El azul Han tiene la fórmula química BaCuSi4O10. En 1993, se descubrió que ocurre naturalmente en el mineral raro llamado: effenbergerita.Effenbergerite mineral information. Mindat. Accessed September 23, 2008"
Ambos pigmentos tienen una estructura en capas con el silicato conformando su cuerpo principal, sin embargo, de los dos, el más estable es el azul Han debido a características estructurales como:
Posee más sílice. Cada anillo de silicato está conectado a otros cuatro adyacentes creando un zig-zag.Wiedemann, H. G. Bayer, G. and Reller, A. 1998. Egyptian blue and Chinese blue. Production technologies and applications of two historically important blue pigments. In: S. Colinart and M. Menu (eds.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 mars 1997. Bari: Edipuglia, 195–203. Los iones de cobre son fuertemente contenidos dentro de la estructura estable de silicatos.
Propiedades químicas y físicas Las propiedades físicas de estos pigmentos son similares lo cual permite su mezcla pero difieren en sus propiedades químicas.
Propiedades exóticas y aplicaciones para la superconductividad y la investigación en computación cuántica En 2006 científicos de Stanford, el Laboratorio Nacional de los Álamos y el Instituto de Física del Estado Sólido (Universidad de Tokio), mostraron que el púrpura Han "pierde una dimensión" bajo condiciones determinadas al entrar en un nuevo estado como un Condensado de Bose-Einstein. " Hemos demostrado, por primera vez, que el comportamiento colectivo en un material en masa de tres dimensiones puede ocurrir en sólo dos dimensiones. La baja dimensionalidad es el ingrediente clave en muchas de las teorías exóticas que intentan explicar fenómenos poco entendidos, incluyendo la superconductividad a altas temperaturas, aunque hasta ahora no hay claros ejemplos de 'reducción dimensional' en materiales reales," dijo Ian FisherOtros miembros del equipo de investigación aludieron a las potenciales aplicaciones de la computación cuántica. En computadoras convencionales, cargas de electrones transportan información, pero el espín electrónico puede jugar en el futuro un rol similar en dispositivos "espintrónicos":"Corrientes de espín son capaces de llevar lejos más información que una corriente de cargas convencionales," declaró Suchitra Sebastian. Notó Fisher que: "Nuestro grupo de investigación se enfoca en nuevos materiales con propiedades magnéticas no convencionales y propiedades electrónicas. El púrpura Han fue sintetizado por primera vez hace más de 2500 años, pero sólo recientemente hemos descubiertos cuán exótico es su comportamiento magnético. Te hace pensar qué otros materiales hay que todavía no hemos comenzado a explorar."3-D insulator called Han Purple loses a dimension to enter magnetic 'Flatland' Dye first made 2,500 years ago is focus of quantum spin study. Stanford University News, June 2, 2006Purple Haze Ancient pigment reveals secrets about unusual state of matter. National Science Foundation, July 11,2006
Púrpura Han El púrpura Han es químicamente y termalmente menos estable que su contraparte azul. Se descompone en ácido y se apaga.Wiedemann, H. G. Bayer, G. and Reller, A. 1998. Egyptian blue and Chinese blue. Production technologies and applications of two historically important blue pigments. In: S. Colinart and M. Menu (eds.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 mars 1997. Bari: Edipuglia, 195–203.Wiedemann, H. G. and Bayer, G. 1997. Formation and Stability of Chinese Barium Copper-Silicate Pigments. In: N. Agnew (ed.) Conservation of Ancient Sites on the Silk Road: Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto sites. Los Angeles: The Getty Conservation Institute, 379–387.Berke, H. 2002. Chemistry in Ancient Times: The Development of Blue and Purple Pigments. Angewandte Chemie International Edition 41/14, 2483–2487. Este pigmento comienza a descomponerse a temperaturas mayores a los 1050-1100 °C y forma un cristal verde-negro a los 1200 °C. Se vuelve más púrpura cuando es molido.
Azul Han El azul Han es química y térmicamente más estable. No se descompone en ácidos diluidos.Wiedemann, H. G. Bayer, G. and Reller, A. 1998. Egyptian blue and Chinese blue. Production technologies and applications of two historically important blue pigments. In: S. Colinart and M. Menu (eds.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 mars 1997. Bari: Edipuglia, 195–203.Wiedemann, H. G. and Bayer, G. 1997. Formation and Stability of Chinese Barium Copper-Silicate Pigments. In: N. Agnew (ed.) Conservation of Ancient Sites on the Silk Road: Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto sites. Los Angeles: The Getty Conservation Institute, 379–387. Se vuelve más azulado cuando es molido.
Fabricación La manufactura depende de los materiales, sus proporciones, flujo, temperatura, situación atmosférica y tiempo de reacción.Wiedemann, H. G. Bayer, G. and Reller, A. 1998. Egyptian blue and Chinese blue. Production technologies and applications of two historically important blue pigments. In: S. Colinart and M. Menu (eds.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 mars 1997. Bari: Edipuglia, 195–203.
La producción parece haberse centrado en el norte de China, unos 200-300 km al norte de la ciudad de Xi'an. Esta área posee grandes depósitos de materiales en bruto. No se han encontrado registros escritos sobre la producción de estos pigmentos, por lo que la información sobre su creación se ha conseguido mediante la experimentación.
Materiales crudos Los materiales crudos necesarios son el mineral de bario, cuarzo, mineral de cobre y una sal de plomo. Se desconoce si los minerales eran usados en su forma natural, o sí existía algún tipo de tratamiento, aunque no existe aun ninguna evidencia sobre el tema.
La fuente de bario era o witherita (BaCO3) o baritina (BaSO4).Berke, H. 2002. Chemistry in Ancient Times: The Development of Blue and Purple Pigments. Angewandte Chemie International Edition 41/14, 2483–2487. La rareza de la witherita puede favorecer a la baritina como la fuente principal. La baritina tiene una velocidad de descomposición más lenta y por lo tanto favorecía la producción del azul Han. Por el contrario, la witherita favorece al púrpura Han.Wiedemann, H. G. and Bayer, G. 1997. Formation and Stability of Chinese Barium Copper-Silicate Pigments. In: N. Agnew (ed.) Conservation of Ancient Sites on the Silk Road: Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto sites. Los Angeles: The Getty Conservation Institute, 379–387. En el uso de la baritina, sales de plomo (carbonato de plomo o óxido de plomo) habrían sido necesarias para aumentar el rendimiento. El plomo ha sido asociado a ambos colores.FitzHugh, E. W. and Zycherman, L. A. 1983. An Early Man-Made Blue Pigment from China: Barium Copper Silicate. Studies in Conservation 28/1, 15–23.FitzHugh, E. W. and Zycherman, L. A. 1992. A Purple Barium Copper Silicate Pigment from Early China. Studies in Conservation 28/1, 15–23.
El plomo actúa como un catalizador en la descomposición de los minerales de bario y como un fundente. La cantidad de plomo es importante, ya que demasiado (más del 5%) causa la fusión parcial del vidrio por sobre 1000 °C.Wiedemann, H. G. and Bayer, G. 1997. Formation and Stability of Chinese Barium Copper-Silicate Pigments. In: N. Agnew (ed.) Conservation of Ancient Sites on the Silk Road: Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto sites. Los Angeles: The Getty Conservation Institute, 379–387.
La función del plomo es
BaSO4 + PbO PbSO4 + BaO
El proceso de fabricación El azul Han se prepara utilizando malaquita, sílice y witherita como materiales crudos libera dióxido de carbono y vapor de agua como subproductos según la reacción siguiente:
Cu2(CO3)(OH)2 + 8 SiO2 + 2 BaCO3 → 2 BaCuSi4O10 + 3 CO2 + H2O