Pigment

Pigment ya da boyar madde, suda tamamen veya hemen hemen çözünmeyen renkli bir malzemedir. Bunun tersine, boyalar genelde, en azından kullanımlarının bir aşamasında çözünürdür. Boyalar genellikle organik bileşik pigmentler ise genellikle inorganik bileşikdir. Tarih öncesi ve tarihi değeri olan pigmentler arasında koyu sarı, odun kömürü ve lapis lazuli bulunur. Sanayide olduğu kadar sanatta da kalıcılık ve istikrar istenen özelliklerdir. Kalıcı olmayan pigmentler kaçak olarak adlandırılır. Kaçak pigmentler zamanla veya ışığa maruz kaldıkça solarken bazıları sonunda kararır. Pigmentler boya, mürekkep, plastik, kumaş, kozmetik, gıda ve diğer malzemeleri renklendirmede kullanılır. İmalat ve görsel sanatlarda kullanılan çoğu pigment kuru renklendiricidir ve genellikle ince bir toz hâlinde öğütülür. Boyada kullanım için bu toz, pigmenti askıya alan görece nötr veya renksiz bir malzeme olan bağlayıcıya (veya araca) eklenir ve boyaya yapışkanlık verir. Genellikle aracında çözünmez olan (bir süspansiyonla sonuçlanan) bir pigment ile kendisi bir sıvı olan veya aracında çözünen boya arasında bir ayrım yapılır (bir solüsyonla sonuçlanır). Renklendirici, ilgili araca bağlı olarak bir pigment veya bir boya görevi görebilir. Bazı durumlarda pigment, bir metalik tuzla çözülebilir bir boyanın çökeltmesi ile boyadan üretilebilir. Oluşan pigmente göl pigmenti denir. Biyolojik pigment terimi, çözünürlüklerinden bağımsız olarak tüm renkli maddeler için kullanılır.

2006'da dünya’da yaklaşık 7,4 milyon ton inorganik, organik ve özel pigmentler pazarlandı. 2018'de yaklaşık 14,86 milyar ABD doları olarak ve 2019'dan 2026'ya %4,9'un üzerinde YBBO ile artacağı tahmin edildi. Pigmentlere yönelik küresel talep 2009'da kabaca 20,5 milyar ABD dolarıydı. Bloomberg Businessweek tarafından hazırlanan Nisan 2018 raporuna göre, pigment endüstrisinin küresel olarak tahmini değeri 30 milyar dolardır. Birçok ürünün beyaz parlaklığını artırmak için kullanılan Titanyum dioksit - yıllık 13.2 milyar $ değerindeyken, her yıl kullanılan Ferrari rengi 300 milyon $ değerindedir.

Tüm malzemeler gibi pigmentlerin rengi de görünür ışığın yalnızca belirli dalga boylarını emdikleri için ortaya çıkar. Malzemenin bağlanma özellikleri ışık emiliminin dalga boyunu ve etkinliğini belirler. Diğer dalga boylarındaki ışık yansıtılır veya dağılır. Yansıyan ışık spektrumu rengi tanımlar.

Pigmentlerin görünümü kaynak ışığına duyarlıdır. Güneş ışığının yüksek renk sıcaklığı ve oldukça homojen spektrumu vardır. Güneş ışığı, beyaz ışık için standart olarak kabul edilir. Yapay ışık kaynakları daha az tekdüzedir.

Renkleri sayısal olarak temsil etmek için kullanılan renk uzayları, ışık kaynaklarını belirtmelidir. Lab rengi ölçümleri, aksi belirtilmedikçe ölçümün bir D65 ışık kaynağı veya kabaca güneş ışığının renk sıcaklığı olan "Daylight 6500 K" altında kaydedildiğini varsayar.

Pigment moleküllerinin harekete geçmesi için belirli bir enerji gereklidir. Renklerin oluşmasındaki diğer tüm aşamalarda olduğu gibi, pigmentlerle ışık arasında da ilişki vardır; dünyaya ulaşan güneş ışığı canlılarda renk molekülü olarak bilinen söz konusu pigment molekülleri için önemli rol oynar.

Gözün retinasında bulunan koni hücrelerinin üç ana rengi (kırmızı (%60), yeşil (%30) ve mavi (%10) ) algılamasının nedeni de içlerinde bulunan özel pigment molekülleridir. Pigmentlerin renkler için gerçekleştirdikleri en hayati işlem, kendilerine gelen ışığın renk enerjisini elektrik sinyaline çevirmeleridir; insan gözünde renk diye tanımlanan olgular aslında gözde bulunan pigmentlerin kendilerine gelen ışığın dalga boyunu elektrik sinyali olarak beyine iletmeleridir. Görünür ışığın sahip olduğu enerji düzeyi, canlıların derilerinde, derilerini kaplayan pullarında, tüylerinde veya kürklerinde bulunan pigment moleküllerini harekete geçirmek için gereken enerji düzeyine eşittir. Görünür ışığın aralığı içinde olan ve belirli renklere karşılık gelen dalga boyları bu pigmentleri harekete geçirerek canlıların renklerini oluşturur. Çiçeklerin yapraklarındaki renk çeşitliliğinin nedeni ise yapılarında bulunan pigment moleküllerinin ışığa karşı verdikleri tepkidir.

Canlılarda bulunan pigmentlerin (biyolojik pigmentler) bazıları doğaldır. Birkaçı zehirlidir, bir bölümü hücrelerde dejenerasyon ve sonunda fibrozis yapar. Pigmentlerin bir bölümü çevre kirliliğinin sonucudur, birkaçı da ölen hücrelerin kalıntılarıdır.

Biyolojide pigment, bitki veya hayvan hücrelerinin herhangi bir renk malzemesidir. Cilt, gözler, kürk ve saç gibi birçok biyolojik yapı pigmentler (melanin gibi) içerir.

Birçok şartlar, bitki, hayvan, bazı protista veya mantar hücrelerindeki pigmentlerin seviyelerini veya doğasını etkiler. Örneğin albinizm adı verilen bozukluk hayvanlarda melanin üretim düzeyini etkiler.

Organizmalarda renk değiştirme, kamuflaj, taklit, aposematizm (uyarı), cinsel seçilim ve sinyal verme 'nin diğer formları, fotosentez (bitkilerde) ve güneş yanığından korunma gibi temel fiziksel amaçlar dahil olmak üzere birçok biyolojik amaca hizmet eder.

Pigment rengi yapısal renkden farklıdır çünkü pigment rengi tüm bakış açılarında aynıdır oysa yapısal renk, genellikle çok katmanlı yapılar nedeniyle seçici yansımanın veya yanardönerliğin sonucudur. Örneğin, kelebek kanatları genellikle yapısal renk içerir ancak birçok kelebeğin pigment içeren hücreleri de vardır.