从传统染艺到液晶屏幕,谈人类对色彩的极致
色彩的来源
在漆黑的夜里,伸手不见五指,这个时候,我们最需要的是什么?是打火机?还是手电筒?准确来讲,是光。我们所说的“光”,通常是指肉眼能够辨析的“可见光”,可见光主要来自天然的太阳光以及人造的日光灯,牛顿就曾经利用三棱镜把穿过的太阳光,折射出红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种可见光,物体本身会对于这七种颜色的光存在着“偏好”,入射光线会被物体选择性吸收,没有被吸收的,成为肉眼所觉知的色彩,对光没有偏好的物体,如果是把大部分的光反射出去,就会呈现白色,如果是被大部分的光穿透过去,就会无色透明,而无差别偏好的物体,会把大量的光吸收进去,因此呈现黑色。
也就是说,我们所看到的,其实是物体所“厌恶”的。
三棱镜实验的逆向操作,可以把七种颜色的光,复合成为白光,但七种颜色的颜料,混合后会得到黑色颜料,出现截然相反的结果,因为两者运作机制各异。颜料本身并不是光源,只是依靠反射可见光,让人的肉眼感知到颜色,颜料由于各有所好,因此有不同的颜色,而各有所好的叠加,就是无差别偏好,所以呈现黑色。染料的制作就是运用了相同的原理,可能连制作者自己也不知道。
天然与人工-无机和有机
人类最早的染料分别来自植物、动物以及矿物,都是从大自然直接取得,但并非自然界一切有颜色的物质,都能够成为染料,有着一身红色羽毛的火烈鸟,羽毛一经拔下,就仿如火焰熄灭一般,瞬间转为白色,所以常言道:“摘不到的,往往是最美的。”油画之所以能够历经数百年时间的洗礼,至今仍然不失其风韵,就是颜料性质稳定的缘故,大自然无疑是色彩斑斓,但能够“据为己有”的并不多。不能使物质牢固着色,也就没有“染”可言,天然染料普遍存在吸附力不足的问题,导致加工漂染程序的繁复,由于是取材自植物、动物和矿物的关系,天然染料难免会夹带着原料本身的“特质”,例如草青味、腥味、重金属味等等,而且,天然染料的制作往往需要耗用大量原料。
古罗马时代,居住在地中海地区的腓利基人,从骨螺身上提炼出紫色染料──泰尔紫,这可能是历史上最昂贵的染料,因为光是漂染一件衣服所使用的染料,就需要大约12,枚骨螺。由于产量极为稀缺,基本上只有王侯贵族能够享有,故又称为“帝王紫”,漂染着紫色的服饰也因此成为权力与地位的象征。
直到十九世纪中叶,威廉柏金在一次化学实验的过程中,意外地合成紫色染料,与天然提取的泰尔紫相较之下,品质纯正而且附着力佳,更重要的是,参与反应的原料来源广泛同时加工过程简易,从此,紫色染料能够以更低的成本大量生产,普及应用到平常百姓家。就这样,一个无心之“得”,燃起了人工合成有机染料的火焰,此后,人类对于有机染料的开发,就有如雨后春笋般迅速冒起。
人工合成并不是始于有机染料,其实早在古埃及时期就有利用矿物合成无机颜料的例子,人类使用无机颜料的历史,甚至可以追溯至石器时代。在这段漫长的岁月里,不管是有机染料还是无机颜料,在开发以及加工制作上都是偏向物理层面的操作,直到近代,化学技术渐趋成熟,带动整个染料科学的高速发展。
与无机颜料相较之下,有机染料的色彩更加多样化,色泽亦更为鲜艳夺目,“小黄”的黄,统一采用有机涂料Yellow83,除了是法律强制规定外,背后也是有科学上的依据。磷光涂料多为无机颜料,无处不在但又容易被忽略,最大的特点就是“夜明”,传说中的夜明珠,可能就是由磷光物质所构成,磷光涂料常用于电子仪表、楼梯、指示牌等,而在光电领域,发光二极体透过通电方式,激发不同材质的无机荧光粉放射出不同颜色的光,在广告面板、交通讯号灯以及槟榔摊等都能够找到LED的踪迹。我们所称的“合成染料”,实际上是仅指人工合成有机染料而言。
合成染料的应用
牛仔裤在发明之初,其主要的销售对象为淘金工人,为了迎合顾客的需求,在染料的选择上,采用具有防虫功效的蓝草作为提炼的原料,靛蓝也因此成为了牛仔裤的代表色,而自合成靛蓝染料面世后,取代了蓝草成为牛仔裤漂染的主流,时至今日,牛仔裤有更多的颜色可供选择,但最经典的,依然是靛蓝色。过去英军制服所使用的红色染料,是由茜草根所萃取的茜素制作而成,自从合成茜素推出市面后,茜草培植事业便日渐息微。还有更多合成染料替代天然染料的例子,现在市场所销售的成衣服饰,颜色多样而且价廉物美,就是使用合成染料的结果,换个角度想,如果单靠种植蓝草茜草,染料的生产速度是远远跟不上人口膨胀的步伐。
合成染料最初只是用于纺织品的漂染着色,随着时代的演进,技术的进步,应用的领域亦更加广泛。
红色苹果汁,紫色葡萄汁,看似理所当然,但这些都是添加食用染料的结果。食用染料又名食用色素,顾名思义就是用于食物着色的染料,与工业染料不同,食用色素必须经主管机关审批,符合食用等级才能添加到食物之中。所谓色香味俱全,食物的色彩是食物品质的重要指标,添加了食用色素的食品,颜色鲜艳有助于增进食欲,令人垂涎三尺的热狗,从香肠、面包到蕃茄酱,都添加了食用色素。
红藻富含虾红素,而虾蟹、鲑鱼、以及红鹳等动物,都不能自行合成虾红素,乃依靠食物链层层传递,这些动物身上漂亮的红色,就是摄取虾红素的结果,因此人工合成虾红素被广泛应用于水产养殖业。动物是否喜欢红色也许难以探求,但可以确定的是,虾红素是动物的重要养分来源。人工可以合成出“虾红”色,但无法完全复制虾红素,故此,合成虾红素无法充当保健食品。
合成食用色素曾经一度取代天然食用色素的市场地位,但随着相关的研究逐渐完善,合成食用色素的弊病不断被披露,现存仍被认可的合成食用色素,纵然未有证据证实其危害健康,但已知其对人体健康没有任何正面作用。从色彩的角度来衡量,合成色素是非常成功,但在食用的考虑上,还是以天然色素为宜。
棉织品如果呈现纯白色,很有可能是添加了荧光增白剂,因为一般来说,棉花“偏好”蓝光,肉眼会感知其“厌恶”的黄光,所以无染毛巾会呈现微黄色。荧光增白剂是一种合成染料,在紫外光照射下会发出蓝光,补充被物体所吸收的蓝光,从而改善偏黄的状态。白色往往给人洁净醒目的观感,衣物洗涤剂的亮白功效,印刷纸的黑白分明,纺织品的净白无瑕,都是荧光增白剂的效果。
荧光增白剂只是荧光物质的一种,听演唱会必备的荧光棒,就是透过有机荧光染料达到发光效果,荧光物质还应用在光电领域。早期的大头电视产生影像,是透过映像管的电子束撞击萤光幕来达成,与之相似的电浆电视,乃利用气体放电后所产生的紫外光,激发荧光物质而呈现影像。
液晶屏幕则是利用背光光源,透过彩色滤光片的处理而出现影像画面,与染料呈现色彩的原理相类似,过程中没有任何的“撞击”与“激发”,因此LCD的成像过程毋须荧光粉的参与。相较于LED和LCD,有机发光二极体使用有机荧光染料,具有自发旋光性、耗电量低、视角广阔、结构简单、轻薄纤巧等优点,深受厂商欢迎,为继LCD之后,显示器发展的新趋势。
从传统染艺到液晶屏幕,人类把色彩运用到极致,无可否认合成染料在其中的贡献,然而,时有合成染料的祸害被报道,让人不禁有回归自然的想法。
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