Перейти к основному содержанию

Как был получен эталон синего цвета

индий
© Форпост Северо-Запад/ Горный музей

Четырнадцать лет назад, впервые за 200 лет, в мире появился новый синий пигмент. Учёные Орегонского университета экспериментировали с материалами для электроники и неожиданно получили неорганичекое соединение насыщенного цвета блюза. Выяснилось, что оно практически не выцветает и в отличие от предшественника, кобальта, не токсично. При этом яркостью YInMn Blue не уступает классическому ультрамарину, который производился из полудрагоценного лазурита и был в почёте у художников Возрождения.

Появлением эталонного синего цвета мы обязаны дальтонику. В 1859 году наука получила эффективный дистанционный метод определения химического состава вещества ­– спектральный анализ. У профессора Горной академии Фрайберга Фердинанда Райха проблема с распознаванием цветов была выражена в наиболее острой форме – он видел мир монохромным. Однако погрузился в изучение линий спектра рудного материала, призвав на помощь «глазастого» коллегу Теодора Рихтера (будущего директора академии). В 1863 году тот обратил внимание на ярко-синюю линию спектра, близкую по цвету к красителю индиго. Она не могла иметь отношение ни к одному из известных химических элементов. Так впервые был выделен металл индий, ставший впоследствии основой пигмента YInMn Blue.

индий
© Форпост Северо-Запад/ Горный музей

«В цинке, полученном из фрайбергской смешанной руды, мы обнаружили индий и выделили его в виде оксида. Восстановлением оксида на угле содой был получен мягкий, пластичный, окрашивающего бумагу, металл более светлого цвета, чем свинец и более качественный» – сказано в первой статье немецких исследователей о новом металле.

К 1867-му году учёные смогли получить полукилограммовый слиток индия. В том же году он демонстрировался на Всемирной выставке в Париже. Годом позже образец металла в качестве подарка из Фрайберга появился в Санкт-Петербургском горном институте.

индий
© Форпост Северо-Запад/ Горный музей

Исторический слиток сегодня экспонируется в Горном музее при старейшем техническом вузе России вместе с образцом отечественного индия 1981 года. Крупнейший в СНГ производитель химического элемента номер 49, Челябинский цинковый завод установил тогда эффективный фильтр-пресс и начал производить индий чистотой 99,999% (марка 5n). Сегодня предприятие смогло добавить ещё одну девятку после запятой, то есть и без того крайне незначительная доля примесей уменьшилась на порядок.

индий
© Форпост Северо-Запад/ Горный музей

Для производства пигмента такая чистота возможно и не требуется. Зато сверхчистый металл незаменим, например, при производстве жидкокристаллических экранов смартфонов или компьютеров или выпуске светодиодов. В 1995-м году, когда начался переход с кинескопов на плоские мониторы, индий показал рекордный рост цены. Оценив головокружительные перспективы роста спроса, крупнейший мировой производитель американская компания Indium Corp одномоментно повысила свою отпускную цену почти в 10 раз – с 20 до 190 долларов за килограмм. В 2005-м году металл стоил уже более 800 долларов. Сегодня он дешевеет – цена снизилась до уровня около $220.

Ситуация может измениться столь же внезапно, как и в 1995 году. Дело в том, что до 14% стоимости литий-ионных аккумуляторов приходится на графит. Из него изготавливают аноды, но батарея резко прибавит в эффективности, если делать их из металла. Минус в их нестабильности – могут дать короткое замыкание. Покрытие металлического анода индием снимает этот риск. Если удастся удешевить производство индия и нарастить объёмы, распространение электромобилей может стать намного более стремительным.