Carbon Black püsimeigis: orgaaniline või anorgaaniline pigment?

Levinud on arvamus, et Carbon Black pigment võib olla nii orgaaniline kui ka anorgaaniline ja et kõik sõltub selle tootmisviisist: väidetavalt on naftasaaduste põletamisel saadud Carbon Black orgaaniline, gaasi põletamisel saadud Carbon Black aga anorgaaniline (või vastupidi, see pole oluline). On aeg sellele vaidlusele lõpp teha ja esitada tõendid, et Carbon Black on anorgaaniline pigment! Läheb lahti!

Kust see müüt, et Carbon Black pigment on justkui orgaaniline, üldse pärit on? Tõenäoliselt orgaanilise aine definitsiooni väärtõlgendusest:

„Orgaanilised ühendid, orgaanilised ained — keemiliste ainete klass, mis ühendab peaaegu kõiki keemilisi ühendeid, mille koostisse kuuluvad süsinikuaatomid, mis on seotud teiste keemiliste elementide aatomitega.“

Vikipeedia

Juhin tähelepanu sõnastusele „mille koostisse kuuluvad süsinikuaatomid“, mitte süsinik ise! Õli valab tulle ka Carbon Black pigmendi struktuur — vaata selle molekulaarset ehitust!

Carbon Black pigmendi keemiline struktuur

Vaata nüüd klassikalise orgaanilise molekuli — benseeni — struktuuri:

Orgaanilise molekuli benseeni keemiline struktuur

Need on väga sarnased ja arvan, et ka see mõjutas müüdi teket, nagu oleks Carbon Black pigment orgaaniline. Struktuuris on aga üks väga oluline erinevus. Sisuliselt moodustuvad Carbon Blacki osakesed kihilistest grafeenilehtedest.

Pildi allikas: Shen, Ming-Yuan, Wen-Yuan Liao, Tan-Qi Wang, and Wei-Min Lai. „Characteristics and Mechanical Properties of Graphene Nanoplatelets-Reinforced Epoxy Nanocomposites: Comparison of Different Dispersal Mechanisms“. https://doi.org/10.3390/su13041788.

Carbon Blacki osakesi võib kirjeldada kui grafeenitaoliste lehtede agregaate ja aglomeraate (c). Need lehed, mis on sisuliselt grafeenitaoliste struktuuride väikesed fragmendid või virnad, on kihiliselt ja põimunult ühendatud sferoidseteks moodustisteks (b), mida nimetatakse „primaarosakesteks“. Need primaarosakesed ühinevad omakorda ahelataolisteks struktuurideks ehk agregaatideks (a).

Grafeeni peetakse anorgaaniliseks materjaliks. See koosneb ühest kuusnurkse võrena paiknevate süsinikuaatomite kihist. Kuigi süsinik on orgaanilise keemia põhielement, ei põhine grafeen ise süsiniku-vesiniku (C–H) sidemetel, mis on iseloomulikud orgaanilistele ühenditele. Grafeeni struktuur põhineb hoopis süsiniku-süsiniku (C–C) sidemetel.

Siinkohal teen ettepaneku lõpetada arutelu selle üle, kas Carbon Black on orgaaniline või anorgaaniline pigment. Sellest, milline tähtsus on Carbon Blacki struktuuri ja omaduste mõistmisel nii püsimeigi tegemisel kui ka tätoveeringu ja püsimeigi lasereemaldusel, räägime teistes artiklites!