Un pigmento —del latín pigmentum— es un material que cambia el color de la luz que refleja o transmite como resultado de la absorción selectiva de la luz según su longitud de onda (que es el parámetro determinante del color). Este proceso físico es diferente a la fluorescencia, la fosforescencia y otras formas de luminiscencia, en las cuales el propio material emite luz. Ciertos materiales absorben selectivamente ciertas ondas de luz, dependiendo de su longitud de onda. Los materiales que los seres humanos han elegido y producido para ser utilizados como pigmentos por lo general tienen propiedades especiales que los vuelven ideales para colorear otros materiales. Esos pigmentos deben tener una alta fuerza teñidora relativa a los materiales que colorean; además deben ser estables en forma sólida a temperatura ambiente.
Los pigmentos son utilizados para teñir pintura, tinta, plástico, textiles, cosméticos, alimentos y otros productos. La mayoría de los pigmentos utilizados en la manufactura y en las artes visuales son colorantes secos, usualmente en forma de polvo fino. Este polvo es añadido a un vehículo o matriz, un material relativamente neutro o incoloro que actúa como adhesivo. Para aplicaciones industriales, así como artísticas, la permanencia y la estabilidad son propiedades deseadas. Los pigmentos que no son permanentes son llamados fugitivos. Los pigmentos fugitivos se desvanecen con el tiempo, o con la exposición a la luz, mientras que otros terminan por ennegrecer.
Generalmente se hace distinción entre un pigmento, el cual es insoluble en el vehículo (formando una suspensión), y un tinte, el cual o es un líquido o es soluble en el vehículo (resultando en una solución). Un colorante puede ser un pigmento o un tinte dependiendo del vehículo en el que se usa. En algunos casos, un pigmento puede ser fabricado a partir de un tinte precipitando un tinte soluble con una sal metálica.
Los pigmentos han sido utilizados desde tiempos prehistóricos, y han sido fundamentales en las artes visuales a lo largo de la Historia. Los principales pigmentos naturales utilizados son de origen mineral o biológico. La necesidad de conseguir pigmentos menos costosos dada la escasez de algunos colores, como el azul, propició la aparición de los pigmentos sintéticos. A lo largo de la historia, los pigmentos han tenido diferentes funciones e importancia, pero es indudable que su importancia es indiscutible.
Base física
thumb|200px|Una gran cantidad de ondas (colores) se encuentran con el pigmento. Este pigmento absorbe la luz verde y roja, pero refleja la azul, creando el color azul.
Los pigmentos producen sus colores debido a que selectivamente reflejan y absorben ciertas ondas luminosas. La luz blanca es aproximadamente igual a una mezcla de todo el espectro visible de luz. Cuando esta luz se encuentra con un pigmento, algunas ondas son absorbidas por los enlaces químicos y sustituyentes del pigmento, mientras otras son reflejadas. Este nuevo espectro de luz reflejado crea la apariencia del color. Por ejemplo, un pigmento azul marino refleja la luz azul, y absorbe los demás colores. Los pigmentos, a diferencia de las sustancias fluorescentes o fosforescentes, solo pueden sustraer ondas de la luz que recibe, nunca añadir nuevas.
La apariencia de los pigmentos está íntimamente ligada al color de la luz que reciben. La luz solar tiene una temperatura de color alta y un espectro relativamente uniforme, y es considerada un estándar para la luz blanca. La luz artificial, por su parte, tiende a tener grandes variaciones en algunas partes de su espectro. Vistos bajo estas condiciones, los pigmentos lucen de diferentes colores.
Los espacios de colores usados para representar colores numéricamente deben especificar su fuente de luz. Los espacios de color Lab, a menos que se indique lo contrario, asumen que la medida fue tomada bajo una fuente luminosa de tipo D65 (Daylight 6500 K), la cual tiene aproximadamente la misma temperatura de color que la luz solar.
Otras propiedades de un color, tales como su saturación o su luminosidad, pueden ser determinadas a partir de las otras sustancias que acompañan a los pigmentos. Los adhesivos y rellenos añadidos a químicos pigmentadores puros también tienen sus propios patrones de inflexión y absorción, los cuales pueden afectar el espectro final. De la misma forma, en mezclas de pigmento y adhesivo, algunos rayos de luz pueden no encontrarse con moléculas pigmentadoras, y pueden ser reflejados tal cual. Este tipo de rayos contribuyen a la saturación del color. Un pigmento puro permite que escape muy poca luz blanca, produciendo un color altamente saturado. Una pequeña cantidad de pigmento mezclado con mucho adhesivo, no obstante, tiene un aspecto insaturado y opaco debido a la gran cantidad de luz blanca que escapa.
Grupos de pigmentos
thumb|200px|Pigmento de óxido de hierro Pigmentos de arsénico: Verde de París, Oropimente, Rejalgar Pigmentos de carbono: Negro de carbón, negro marfil, negro viña, negro de humo Pigmentos de cadmio: Verde de cadmio, rojo de cadmio, amarillo de cadmio, naranja de cadmio Pigmentos de óxidos de hierro: Caput mortuum, óxido rojo, ocre, ocre rojo, rojo veneciano Pigmentos de cromo: verde de cromo, amarillo de cromo Pigmentos de cobalto: Azul cobalto, azul cerúleo, violeta de cobalto, amarillo de cobalto Pigmentos de plomo: blanco de plomo, amarillo de Nápoles, rojo de plomo Pigmentos de cobre: Verde de París, verdigrís, azul egipcio, verde egipcio Pigmentos de titanio: Blanco de titanio, amarillo de titanio, negro de titanio Pigmentos de mercurio: Bermellón o Cinabrio Pigmentos de zinc: Blanco de zinc Pigmentos de arcilla: Siena natural, Siena tostada, sombra natural, sombra tostada, ocre Pigmentos biológicos: Alizarina, carmín de alizarina, añil, cochinilla, púrpura de Tiro, ftalocianina
Pigmentos biológicos
thumb|200px|La coloración de mariposa monarca le recuerda a los potenciales depredadores que es venenosa (aposematismo). No se debe a pigmentos, sino a microestructuras repetitivas en las escamas que la recubren.
La materia viva es casi enteramente incolora, por eso para distinguir bajo el microscopio óptico las distintas estructuras celulares se requiere casi siempre tinción, es decir, el uso artificial de pigmentos, los colorantes para microscopía, que tiñen diferencialmente los detalles.
Por otra parte, en los seres vivos se encuentra de manera natural cierta variedad de pigmentos, que cumplen funciones fundamentales: Pigmentos fotosintéticos, cuya función es absorber energía luminosa convirtiéndola en energía química. En las cianobacterias (algas verdeazuladas) y en los plastos eucarióticos, que derivan evolutivamente de ellas, el principal tipo de pigmento fotosintético son las clorofilas. Las clorofilas están siempre acompañadas de pigmentos auxiliares como los carotenoides o las ficobilinas. En los procariontes que no son cianobacterias la fotosíntesis no depende de clorofilas, sino de pigmentos distintos llamados bacterioclorofilas. Pigmentos fotosensibles, cuya función es detectar la luz, ofreciendo al organismo información útil para dirigir su desplazamiento u otros comportamientos. Muchos protistas unicelulares tienen para ello una mancha ocular. En los animales, salvo en algunos de los más sencillos o de los sésiles, suelen existir, salvo pérdida secundaria, órganos visuales muy variados llamados ojos, capaces de distinguir simultáneamente las diferencias de la luz recibida desde distintas direcciones. En la retina, o parte equivalente, de un ojo, hay células dotadas de pigmentos, que en este caso son proteínas conjugadas situadas en la membrana de las células retinianas, que contienen una parte que es un carotenoide, emparentado con los que en la fotosíntesis pueden cooperar con las clorofilas. Pigmentos fotoprotectores. Son moléculas que protegen a la materia viva de los efectos lesivos de la luz ultravioleta. En los animales vertebrados los más importantes son las melaninas, una familia de pigmentos derivados de aminoácidos, que confieren a la piel, y a formaciones tegumentarias como los pelos y las plumas, colores que van del ocre al negro. El albinismo es un trastorno que afecta al nivel de producción de melanina en los animales. En las plantas la misma función la realizan sustancias diversas, especialmente flavonoides, incluidas las antocianinas y antocianidinas, y probablemente las betalaínas. Visibilidad. En los organismos que interaccionan con animales, incluidos otros animales de la misma o de distinta especie, es útil producir cierta imagen, para lo que los pigmentos distribuidos por la superficie corporal pueden ser fundamentales, interviniendo en fenómenos como el mimetismo, el camuflaje o el aposematismo. Muchas plantas atraen animales para la polinización gracias a los colores aposemáticos de los pétalos y otras partes de sus flores; o atraen a los animales para dispersión zoócora de sus semillas por medio de colores llamativos en sus frutos. Los animales hacen lo mismo para la atracción sexual y el cortejo; o para el alarde durante el comportamiento territorial. La coloración de los animales sólo a veces depende de pigmentos; en otros casos los colores son estructurales, y se producen por interferencia, gracias a estructuras microscópicas repetitivas que reflejan de distinta manera los distintos colores, el mismo fenómeno que produce irisaciones en la cara inferior de un disco óptico (un CD o un DVD); el plumaje de las aves o las alas de las mariposas suelen deber sus colores vivos a este fenómeno, no a la presencia de pigmentos. Pigmentos respiratorios. Son sustancias cuya afinidad por el oxígeno es aprovechada en animales para transportarlo, como hacen las hemoglobinas y las hemocianinas, o para retenerlo, como ocurre con las mioglobinas. Están presentes principalmente en los líquidos circulatorios, por ejemplo la sangre de los vertebrados, de los animales que no pueden conformarse con la difusión pasiva desde la superficie corporal o los órganos respiratorios, porque tienen un tamaño no minúsculo y una tasa metabólica alta. Termorregulación. Los animales ectotermos («de sangre fría») dependen para su temperatura de la del exterior, y algunos pueden controlar, además de su posición u orientación respecto al sol, la intensidad de su pigmentación, haciéndose más oscuros cuando necesitan calentarse.
Historia
Los pigmentos que se producen naturalmente, como los ocres y los óxidos de hierro, han sido usados como colorantes desde la era prehistórica. Los arqueólogos han hallado evidencias de que los humanos primitivos utilizaban pintura para fines estéticos, como la decoración de su cuerpo. Se han hallado pigmentos y herramientas relacionadas que se cree tienen entre 350000 y 400000 años de antigüedad en una cueva en Twin Rivers, cerca de Lusaka, Zambia.
thumb|left|200px|La joven de la perla por Johannes Vermeer (c. 1665).
Antes de la Revolución industrial la variedad de colores disponibles para el arte y otros usos decorativos era técnicamente limitada. La mayoría de los pigmentos usados eran pigmentos terrestres y minerales o de origen biológico. También eran recolectados y comerciados pigmentos de fuentes inusuales como sustancias botánicas, deshechos animales, insectos y moluscos. Algunos colores eran difíciles o imposibles de preparar con los pigmentos disponibles. El azul y el púrpura eran asociados con la realeza debido a su alto coste.