Pigment Nedir? (Tarihi, Tanımı, Özellikleri)

25 Haziran 2023 Yazar: Uğur Eskier

Gördüğümüz bütün renkler, ışık ve pigmentlerle ilişkili bir durumdur. Pigment olmasa renk de olmaz. Renksiz hayat ise düşünülemez; yani “hayatın rengidir”!

Pigmentler, renkleri oluşturan moleküller, maddeler veya tozlardır. Bitki veya hayvan kaynaklı organik, tuz veya metal oksit kaynaklı inorganik olabilir. Canlıların ciltleri, gözleri ve saç renkleri pigmentlerle ilişkilidir. İlk çağlarda toprak ve kilden üretilen pigmentler, modern uygulamalarda kimyasal süreçlerle yapay olarak elde edilebiliyor. Yeryüzündeki her tür varlık ve cisim, pigment molekülleri sayesinde renklerini sergiler. Gözler, pigmentler sayesinde renkleri algılar ve beyne iletir. İnsandaki pigmentler vücut tarafından sentezlenebilir veya dışarıdan alınabilir. Boyalara renk verir, kapatma yeteneği kazandırır ve dayanıklılığını artırır. Tarihinden fiziksel özelliklerine kadar pigmentle ilgili birçok bilgiyi makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihi

İnsanların renklerle ilişkisi, tarih öncesi çağlarda başlamış. Bilinen en eski pigmentler doğal minerallerdir. İlk çağlarda okra (ochre - bir çeşit oksitli toprak) ve demir oksit gibi doğal pigmentler kullanılmış. Arkeologlar, ilk insanların süslenmek veya estetik amaçlı çeşitli boyalar kullandıklarını ortaya çıkarmıştır. Zambiya Lusaka’da yaklaşık 400 bin yaşında olduğu iddia edilen pigmentler ve boya öğütme ekipmanları belgelenmiştir. Odun kömürü ya da karbon siyahı, tarih öncesi çağlardan beri kullanılan siyah pigmenttir.

Sanat Devrimi’nde sanat ve dekoratif amaçlı renk aralığı sınırlıydı. Bu dönemde kullanılan pigmentlerin çoğu, toprak ve mineral kaynaklı veya biyolojik kökenli pigmentlerdi. Hatta hayvansal atıklar, böcekler, yumuşakçalar, gibi olağandışı botanik kaynaklardan da pigmentler üretildi. Ancak kullanılabilecek renk aralığı dikkate alındığında, bazı renklerin elde edilmesi veya çeşitlendirilmesi neredeyse imkânsızdı. Ayrıca, biyolojik pigmentlerin elde edilmesi ve üretilmesi de oldukça zordu.

Sur moru (tyrian mor), bir salyangoz türünden elde edilmiştir. Kumaş boyası olarak kullanılan zambak moru (tyrian purple) ise, M.Ö. 1200’lü yıllarda Fenikeliler tarafından üretildi. Konstantinopolis’in (İstanbul) fethedildiği 1453 yılına kadar Romalılar ve Yunanlılar, kumaş boyalarında bu pigmentleri kullandı. Zengin bir mavi renk elde etmek için ultramarin (lacivert) adı verilen bir pigment üretmek gerekiyordu. Bunun için de “lapis lazuli” adlı yarı değerli bir taş kullanılıyordu; ancak bu taşın kaynakları uzak bölgelerdeydi. 15. yüzyılda özellikle resim tablolarında mavi renkler kullanılması lüks olarak görülüyordu. Mavi renkli tablo veya malzemelere daha fazla para ödenmesi gerekiyordu. Lapis lazulinin pahalı olması ve zor elde edilmesi sanatçıları daha ucuz olan azurit veya smalt gibi minerallere ve biyolojik kaynaklara yöneltti.

Dünyanın beş kıtasında toprağı olan ilk küresel imparatorluk İspanyol İmparatorluğu’nun 16. yüzyılda yayılması, Atlas Okyanusu’nun her iki yakasına yeni renk ve pigmentlerin dağılmasına yol açtı. Orta ve Güney Amerika’da bir tür parazit böcekten üretilen “carmine” adındaki kırmızı boya, Avrupa’da büyük bir statüye ve değere sahipti. Carmine, kurutulmuş veya ezilmiş “cochineal” adı verilen böcekten elde ediliyordu. Bu böcekten elde edilen kırmızı boya kumaş, gıda, vücut boyaları ve sanat eserlerinde kullanılıyordu. Carmine, gümüşten sonra en değerli ikinci ihracat ürünü olarak görülüyordu. Carmine ve mavi pigmentler, Avrupa’da uzun süre zenginlik ve statüyü temsil eden renkler olarak kaldı.

İlk sentetik modern pigment, 1704 yılında “yanlışlıkla” üretilen Prusya mavisidir. 19. yüzyıla kadar sentetik ve metalik mavi pigment olarak Fransız grandramin (lacivert), sentetik bir lapis lazuli formu ve çeşitli şekillerde kobalt ve Sarımen mavisi “mavi renk aralıkları” olarak kullanılmıştır. 20. yüzyıl başlarında organik kimya ürünü orgonometalik pigment olan “Ftalosiyanin mavisi” (Phthalo Blues) adı verilen sentetik pigment üretildi. 1856 yılında “mauveine” (Perkin leblebi) adı verilen anilin moru, keşfedilen ilk sentetik organik kimyasal boyadır. Bu boya, aynı zamanda ilk kimyasal boyadır. Mauveine, 18 yaşındaki kimyager William Henry Perkin tarafından keşfedilmiştir. 20. yüzyıldan itibaren de pigmentlerin doğal ve yapay formları genişledi ve günümüzdeki yaygın renk aralıkları elde edildi.

Tanım

Bütün doğal ve yapay renkleri oluşturan moleküllere “pigment” adı verilir. Pigment molekülleri, belli bir enerji ile harekete geçerler. Renklerin oluşmasındaki tüm aşamalarda ışığın etkisi vardır. Pigmentlerle ışık arasında da ilişki vardır. Güneş ışığı, canlılardaki renk molekülleri veya pigment molekülleri için önemli ve gereklidir. Bir pigment, dalga boyunun seçici absorpsiyonu (emme) sonucu yansıyan veya iletilen ışığın rengini değiştiren bir maddedir. Bu fiziksel süreç, bir maddenin ışık yayan flüoresan ve fosforesans gibi çeşitli parlaklık formlarından farklı bir süreçtir. Birçok malzeme belirli dalga boylarını seçici olarak emer.

Pigmentler, kendilerine ulaşan ışığın renk enerjisini elektrik sinyaline çevirirler. Pigmentlerin en önemli eylemi budur. Başka bir ifadeyle; insanın gözünde renk olarak gördüğü her şey aslında gözdeki özel pigment moleküllerinin bir tepkimesidir. Pigment molekülleri, kendilerine gelen ışığın dalga boyunu elektrik sinyaline çevirerek beyne iletir. Beyin de bu sinyallerin renk olarak algılar. Çevremizdeki görünür ışığın sahip olduğu enerji düzeyi, canlıların ciltlerinde, derilerinde, tüylerinde, kürklerinde, pullarında veya yüzeylerinde bulunan pigment moleküllerini harekete geçirmek için gerekli enerji düzeyine eşittir. Belirli renklere karşılık gelen ve görünür ışığın aralığı içinde olan dalga boyları bu pigmentleri harekete geçirerek canlıların üzerindeki renklerin oluşmasını sağlar. Bitkiler ve çiçeklerdeki renk çeşitliliği de, bünyelerindeki pigment moleküllerinin ışığa karşı verdiği tepkinin bir sonucudur.

Fiziksel Özellikleri

Pigmentler, görünür ışığın belirli dalga boylarını seçici olarak emdikleri ve yansıttıkları için renkler görünür. Beyaz ışık, 375-400 nanometre ile 760-780 nanometre arasındaki bir dalga boyundaki görünür ışığın tüm spektrumunun eşit karışımıdır. Bu ışık bir pigmentle karşılaştığında spektrumun parçaları pigmentin molekülleri veya iyonları tarafından emilir. Diğer dalga boyları veya spektrumun parçaları yansır veya dağılır. Yansıtılan ışık tayfı bir renk görünümü oluşturur. Pigmentlerin görünümü ışık kaynağının rengiyle yakından ilişkilidir. Güneş ışığı yüksek bir renk sıcaklığına ve eşit bir spektruma sahiptir. Bu sebeple gün ışığı, beyaz ışık için standart olarak kabul edilir. Yapay ışık kaynaklarında ise, spektrumlar bazı bölümlerde yüksek ve alçak olarak bulunur. Bu koşullar altında pigmentler de farklı renklerde görünür ve renk aralıkları oluşur. Saf pigment, beyaz ışığın çok azını dışarı bırakır ve çok doygun bir renk üretir. Bununla birlikte çok miktarda beyaz bağlayıcı ile karıştırılan az miktardaki pigment, beyaz ışığın kaçak olması sebebiyle solgun veya doymamış olarak görünür.

Pigmentlerin üretiminde aranan özellikler şunlardır; ultraviyole ışınlara karşı dayanıklılığı, ısı kararlılığı, toksitesi, renk verme mukavemeti, boyanması, dağılımı, şeffaflığı veya opaklığı, alkalilere ve asitlere karşı direnci, pigmentler arasındaki reaksiyonları ve etkileşimleri…

Pigment Çeşitleri

Metal bazlı (inorganik), organik ve biyolojik pigmentler ile elde edilen bazı renkler şunlardır;

Demir oksit pigmentler; Venedik kırmızı, oksit kırmızı, kırmızı küre, Prusya mavisi, sanguine

Kurşun pigmentler; kurşun beyaz, cremnits beyaz, Napoli sarısı, kırmızı kurşun, kurşun-kalay sarısı

Bakır pigmentler; azurit, Ham moru, Han mavisi, Mısır mavisi, malakit, Paris yeşili, Ftalosiyanin mavi, ftalosiyanin yeşil

Kadmiyum pigmentler; kadmiyum sarısı, kadmiyum kırmızısı, kadmiyum yeşili, kadmiyum turuncusu

Manganez pigmentleri; manganlı menekşe

Cıva pigmentleri; parlak kırmızı (vermilion)

Çinko pigmentleri; çinko beyaz, çinko ferrit, çinko sarısı

Krom pigmentleri; krom yeşili, krom sarısı

Kobalt pigmentler; kobalt mavisi, kobalt moru, kobalt sarısı, gök mavisi

Titanyum pigmentleri; titanyum sarısı, titanyum beji, titanyum beyazı, titanyum siyahı

Karbon pigmentleri; karbon siyahı, fildişi siyahı

Kil toprağı pigmentleri; sarı kurt, koyu kahverengi, yanmış kahverengi, ham amber, yanmış amber

Ultramarine pigmentler; lacivert, yeşil gölge

Biyolojik pigmentler; alizarin, alizarin kırmızı, gamboge, cochineal kırmızı, gül çiçeği, indigo, Hint sarısı, Tyrian mor

Biyolojik olmayan organik pigmentler; kinakridon, macenta, diarilid sarı, ftalo mavi, fitalo yeşil, kırmızı 170.

Pigment Doku Nedir?

Pigment doku, “melanositler” adı verilen pigment hücrelerinin vücutta yoğun olarak bulunduğu yerdeki bağ dokusuna verilen addır. Görme merkezlerinde veya canlıların üzerlerinde belirli bölgelerde yerleşim ve yoğunluk gösterir. Gözün retinası ve irisinde yoğun olarak bulunur. Deride ve pia materde (lifli doku) daha az yoğunluktadır. Soğukkanlı hayvanların derilerinde bölge bölge koyuluklar oluşturur. Hücrede, özellikle de çekirdek yakınlarında yer alır. DNA’yı ultraviyole ışınların zararlarından korur.

Bunları Biliyor Musunuz?

Gözlerdeki retinalarda bulunan koni hücreleri; üç ana renk olan mavi, kırmızı ve sarı renklerini, içlerinde bulunan özel pigment molekülleri sayesinde algılar.
Canlıların gözlerinde veya görme merkezlerindeki ve vücutlarındaki pigmentler, işleyen diğer bütün vücut sistemleri ile birlikte mükemmel bir uyumluluk içinde renkleri oluşturur.
Hayvanlardaki pigmentlerin en önemlileri, melanin (siyah), rodopsin (mor), hemoglobin (kırmızı) ve hemosiyanindir (mavi). Bitkilerde ise en önemli pigment molekülleri klorofilde (yeşil) bulunur.
Siyahî derili insanların ciltlerinde, melanin, yani siyah rengi veren pigment vardır.
Melanin pigmenti sentezlenemediği takdirde albino adı verilen cilt hastalığı ortaya çıkar.
Bir canlının görme merkezindeki pigment molekülünün olmaması veya gereğinden az olması sonucu renkleri ayırt edemez ve “renk körlüğü” adı verilen rahatsızlık ortaya çıkar.
Sanayide ve sanat uygulamalarında kullanılan pigmentlerin kalıcılığı önemlidir. Kalıcı olmayan pigmentlere “kaçak pigment” denir. Kaçak pigmentler, ışığa maruz kaldıkça solar veya kararır.
Bir pigmentin metalik bir tuz ile çözünmesi sonucu bir boya çöktürülebilir. Bu pigmente “göl pigmenti” adı verilir.
“Biyolojik pigment” terimi, tüm renkli maddeler için kullanılan bir terimdir.
Kaktüslerin üzerinde asalak olarak yaşayan “cochineal” adlı böcek; kola, sosis, ruj ve alık gibi birçok kozmetik ve gıda ürüne kırmızı rengi veren pigmentin kaynağıdır. Bu böceğin kilosu 500 avro civarındadır.
17. yüzyılın ünlü ressamlarından Hollandalı Johannes Vermeer, 1665 yılında resmettiği “İnci Küpeli Kız” adlı tabloda cochineal böceğinden elde edilen carmine, lapis lazuli taşından elde edilen mavi ve Hint sarısı pigmentlerini kullandı.
Hint sarısı pigmenti, ilk olarak mango yaprakları ve sığır idrarından üretildi.
Demir bakımından zengin topraklardaki demir oksitler, bilinen en eski doğal pigmentlerdir.
Cıva sülfür olarak bilinen cinnabar (vermillion), tüm dünyadaki magmatik çökellerde bulunan oldukça toksik doğal bir mineraldir. Cinnabarın ilk belgelendirilmiş kullanımı, Konya Çatalhöyük’teki Neolitik Çağ’a ait köydeki mezarlarda olmuştur.
Pigmentler; genel olarak boya, mürekkep, plastik, seramik, kumaş, kozmetik ve gıda maddelerini renklendirmek için kullanılır. Üretilen pigmentlerin çoğu görsel sanat alanında kullanılan ince toz halindeki kuru pigmentlerdir.
Dünya genelindeki pigment pazarı 30 milyar dolar civarındadır.