科學解讀，到底啥才是真正的「塑料藍」_風聞

　　這貨看着，真的太像塑料了……

　　要不我們一起來玩找茬遊戲吧

　　你能一眼看出來哪張圖裏的藍色

　　是 iPhone 12 嗎？

　　圖片來自龍二 Pro 微博

　　最近各家新款手機都在陸續發佈上市，畢竟現在陪伴大家時間最長的除了牀，應該就是手機了，關心和吐槽也是在所難免的。比如像 iPhone 一個藍色就能被大家噴上天。

　　雖然有很多人説從各個方面試圖去解釋，網傳的藍色照片為啥和官網的渲染圖差別那麼大[1]，但是這又怎麼樣呢？因為這個 iPhone 12，它看上去真的很塑料啊（

　　#塑料藍

　　話不多説我們直接進入正題。

　　不知道你有沒有仔細觀察過你生活中遇到的塑料製品，只要是藍色的，大多都是深藍色的，什麼天之藍海之藍這類淺淺的藍色都特別少見。大部分你能看到的塑料，上面真的差不多都列出來了。

　　這主要是因為給那些工程塑料提供顏色的，基本都是同一種顏料[2]——酞菁蘭。

　　Credit: Giphy, nomalles

　　塑料製品用着色劑[3]一般都是極細微的顆粒狀有色顏料，把它均勻地調和在樹脂或油中，使塑料製品得到需要的色澤。因為塑料在現在應用的場景十分廣泛，所以選用塑料製品着色劑也有很多注意事項，比如一般來説着色劑應當耐高温，在較高温度下仍然具有較好的熱穩定性；具有較好的分散性，顏料的顆粒要足夠地小，看起來才比較均勻，遮蓋率才好。同時也要有較好的光穩定性，一般要求耐光級在 5 級以上。

　　雖然理論上利用黃色和藍色進行混合，可以得到我們日常生活中更喜歡的湖藍色，不過配色其實也不是一件容易的事情，有的配出來不均勻，或者顏色不純。而且工程上，能用就行，哪來那麼多講究呢（

　　Credit: Giphy, PhyllisMa

　　現在使用的藍色顏料還挺多的，不過不同的顏料應用場景不盡相同，除了用於塑料以外，也有應用於塗料，搪瓷，陶瓷等。比如有鈷藍，採用鈷和氧化鋁與磷酸結合的方法。還有像諸如普魯士藍 (Prussian blue)，

　　，這一類藍色顏料着色能力強，色彩透明且寒冷，耐光級很高，也有很廣泛的應用[5]。著名畫作《神奈川衝浪裏》[6]，日本浮世繪畫家葛飾北齋創作的木版畫，裏面的藍色就是普魯士藍。他特別喜歡用普魯士藍來創作。

　　神奈川衝浪裏

　　最新發現的釔銦錳藍[4]也是一種十分鮮豔的藍色顏料，它也是200年以來第一種被人們發現的無機藍色顏料，上一個鈷藍還是 1802 年發現的。

　　當然，一切都打敗不了今天我們的主角——「塑料藍」。

　　#主角誕生記

　　酞菁分子結構圖，其分子式為

　　，其中藍色小球為氮原子，黑色小球為碳原子，白色小球為氫原子

　　説起酞菁銅，要從酞菁[7]的發現開始説起。

　　酞菁的發現其實是一個偶然，怎麼感覺科學發現裏好多偶然…… 1907年兩位化學家 Braun 和 Tehemiac 兩人當時在研究鄰氰基苯甲酰胺。在他們將這個原本無色的物質加熱以後，竟然得到了微量的藍色物質，不過當時並沒有把這個事情放在心上，後來才知道那是酞菁。在大約 16 年以後，Diesbach 和 Weid 在實驗過程中將鄰苯二腈與溴化銅在一起加熱，陰差陽錯地卻合成了一堆深藍色物質——而這個物質就是現在「塑料藍」的主角，酞菁銅。一般可以簡寫為

　　，

　　代表酞菁環。銅原子塞在上面酞菁分子的中間，替換掉兩個氫原子。

　　雖然現在調侃，「好姐妹的感情就像塑料花」，但塑料藍這個材料真的一點都不「塑料」。它之所以引起現在社會中的廣泛應用，最大的原因就是它真的太耐操了，不管你怎麼折騰都很穩定，耐強酸，耐強鹼，耐光耐熱耐輻射，就是一塊寶。如果你生物學的比較好的話，其實一眼就能看出來，酞菁銅的結構和人體血液血紅蛋白中的血紅素，植物光合作用必須的葉綠素十分相近，而這些相似結構的發光起源都是來自分子結構中所具有的共軛

　　鍵，這也被稱為髮色團[8]。

　　血紅素和葉綠素

　　簡單來説，髮色團指的就是分子中直接和顏色相關的部分，嚴格地講，分子軌道發生躍遷的能量差對應一定顏色範圍，而這就是發光的關鍵。而往環上增加不同的官能團，往環的中心插入不一樣的金屬原子，則是進一步導致上述幾個分子顏色出現區別的原因。比如葉綠素中間是鎂離子，而血紅素中間是鐵離子，酞菁銅則是銅離子。

　　酞菁蘭

　　故事説到這裏，大家都覺得，是不是覺得常規套路，應該是發現酞菁銅的這麼優秀的顏料的科學家，第一件事應該是註冊專利，然後開公司辦工廠，一夜暴富，走向人生巔峯，就像苯胺紫的發明者威廉·珀金[9]在他 18 歲時乾的事情那樣。一開始我也是這麼想的，不過歷史卻喜歡和人開玩笑[10]。發現酞菁銅的兩位科學家並沒有在這基礎之上繼續解析結構和研究，在這之後是英國倫敦大學 Linstead 詳細分析了酞菁銅的物理化學性質。而真正將這份人類智慧的結晶投入生產，則要等到 1935 年英國的 ICI （帝國化學工業）公司和 1937 年美國杜邦公司建立成熟的合成生產線。

　　#想要點藍，為啥這麼難

　　雖然酞菁銅很好用，但也不至於天天用是吧，怎麼就抱着這麼一個顏料當成寶了呢？其實在因為在整個人類的歷史上，「藍色」的來源都很奢侈……

　　《聖母像》，又名《紡車邊的聖母》，達芬奇

　　在西方的古典油畫裏，藍色的使用真的是比黃金還要貴。早期人造藍色顏料埃及藍的製作工藝當時已經失傳，畫家們的藍色的來源大多都是羣青，利用青金石製作而成。比如像達芬奇的畫作裏，藍色顏料基本上都是隻有用在聖母的衣服上，你看那慘白的天空[11]，畫家們也是沒啥辦法，因為真的藍色不夠用。

　　不乏有些畫作，比如米開朗基羅《耶穌下葬》因為委託人給不起藍色顏料，就此爛尾[12]……

　　戴珍珠耳環的少女，維米爾

　　當然，也有一些特殊的畫家，在那個藍色不易得的年代，卻依舊十分偏愛藍色。就比如維米爾畫的《戴珍珠耳環的少女》，少女的頭巾就是藍色的。

　　如有雷同，純屬巧合

　　維米爾的大部分畫作都很小[13]，而且和絕大多數畫家不同，維米爾近乎奢侈地使用羣青作畫，幾乎每張畫作上都有大片的藍色，突出一個任性，更突出一個敗家。不過他妻子家境殷實，據傳他曾經花光家裏積蓄買了一鏟子羣青來霍霍[14]，可能這也是他畫作都很小的原因之一吧…… 再大真的用不起藍色顏料了。

　　羣青顏料的製作方法為把青金石搗碎後，將其與核桃油混合研磨，形成粘稠的膏體用以作為原料。當然現代工業所需的羣青顏料早已是人工合成的了。當時世界上唯一一處青金石的產地是阿富汗的東北部，開採以後運送到歐洲，真的要跨越千山萬水，根本不夠分。從羣青的拉丁名 ultramarinus 也可以看出來，真的是「超越海洋」。

　　因為青金石為人稱道的藍色源於內部晶格網狀結構中的

　　粒子，對於礦物的含硫量有一定要求[15]。但是硫多了以後，又容易和鐵形成黃鐵礦伴生在青金石中，金斑點點。所以為了純淨的藍色，開採青金石以後還要精挑細選。一直到近代，才被各種合成的顏料所取代。

　　提香，《酒神巴庫斯與阿里阿德涅》. 只有壕們才能使用的藍色畫畫方案. National Gallery, London.

　　在東方，因為畫作主要以水墨畫為主，和油畫使用的溶解顏料的溶劑並不相同，所以中國人都是用「石青」來作為藍色的來源。比如北宋時期王希孟 18 歲時所做絹本設色畫《千里江山圖》，真把人給看傻了。相信你只要看過那山河之上的藍色，一定就會在你心裏留下深刻的印象。因為每展開展出一次，都有顏料可能因此脱落，對於用絲綢製作的《千里江山圖》更是如此，所以這個畫作展出的次數非常少。不過故宮博物院也製作了高清數字版[16]，可以直接點擊鏈接看完整大圖，連畫作上的小人都看得清。

　　千里江山圖，局部，現藏於故宮博物院

　　石青來自藍銅礦，化學成分為

　　，經常和孔雀石伴生，在我國古代常被稱作「丹青」，「青」指的就是石青。作為礦物原料，製作石青的過程需要工匠對藍銅礦進行仔細的研磨，為了研磨出顏色均勻的石青，需要把顆粒打磨一致[17]，這真的很考驗技術。根據最後成品質量，石青在中國畫中也分為頭青、二青等。

　　#什麼樣的藍色最好看

　　雖然上面介紹了很多藍色，不過我在最後最好還是迴歸一下正題。

　　就像 iPhone 一樣，很多人拿到新手機以後看到網上大家曬圖，什麼 iPhone  12 的藍色不好看，明明是便宜的這款才不好看。

　　為了給大家洗洗眼睛，在這裏我也給大家推薦一款小編非常喜歡的藍色。

　　這款藍色來自一種哺乳動物

　　它叫洛馬米長尾猴，2007 年才被發現[18]

　　洛馬米長尾猴近照

　　一個大臉盤子，長得有點像貓頭鷹

　　安詳而又普通

　　不過它的屁屁，卻是藍色的。

　　奪　人　心　魄

　　雖然生物裏面藍色的也有很多

　　但這抹妖豔的藍色

　　哪個男孩/女孩看了不愛呢？

　　狗頭保命，大家評論區見參考資料

　　[1]

　　Navis-MDT 微博: https://weibo.com/3513171522/JqFMZsf71

　　[2]

　　酞菁蘭, Chemicalbook: https://www.chemicalbook.com/NewsInfo_948.htm

　　[3]

　　如何選用着色劑，要怎麼識別？: http://www.yaosuliao.com/cms/show-1014.html

　　[4]

　　YInMn Blue, wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/YInMn_Blue

　　[5]

　　普魯士藍：顏料歷史的關鍵，趙慶宗，知乎: https://zhuanlan.zhihu.com/p/30632629

　　[6]

　　鈷藍、埃及藍、普魯士藍分別長怎樣？淺談藍色的歷史: https://everylittled.com/article/117373

　　[7]

　　酞菁, Pathalocyanine, wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Phthalocyanine

　　[8]

　　髮色團, wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Chromophore

　　[9]

　　William Henry Perkin: https://en.wikipedia.org/wiki/William_Henry_Perkin

　　[10]

　　Löbbert, Gerd (2000). Phthalocyanines. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH: https://doi.org/10.1002/14356007.a20_213

　　[11]

　　油畫顏料的成分是什麼?: https://m.antpedia.com/news/1472938.html

　　[12]

　　維米爾的羣青：比黃金更奢侈，知乎專欄《咕咕的藝術八卦》，槿年: https://zhuanlan.zhihu.com/p/40562190

　　[13]

　　維米爾的 12 件軼事，Google 藝術與文化: https://artsandculture.google.com/story/kAKCQGC0Am3YLw?hl=zh-CN

　　[14]

　　藍色，Itsumademo: https://zhuanlan.zhihu.com/p/85217273

　　[15]

　　關於藍色的故事，知乎，未名er: https://zhuanlan.zhihu.com/p/24598287

　　[16]

　　千里江山圖: https://www.dpm.org.cn/collection/paint/228354.html

　　[17]

　　羣青, wikipedia: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%93%9D%E9%93%9C%E7%9F%BF

　　[18]

　　Hart, John A., et al. Lesula: a new species of Cercopithecus monkey endemic to the Democratic Republic of Congo and implications for conservation of Congo’s central basin. PloS one 7.9 (2012): e44271.: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3440422/