미네랄 페인트는 왜 화려한 색상을 가지고 있는 것일까?

이 글은 미네랄 색소가 화려한 색상을 내는 이유에 대해 설명하며, 중국 고대 그림에서 자주 사용되는 미네랄 색소의 종류를 소개하고, 미네랄이 가시광선을 흡수하고 반사하는 법칙과 보완 색상을 나타내는 선택적 흡수 원리를 설명합니다. 또한, 미네랄이 가시광선을 선택적으로 흡수하는 세 가지 메커니즘에 대해 설명하며, 색상의 원인에 따라 미네랄 색상을 자연색, 외래색, 모조색의 세 범주로 나누었습니다.

미네랄 페인트는 왜 화려한 색상을 가지고 있는 것일까?

중국의 고대 그림, 예를 들면 세계적으로 유명한 敦煌壁화(敦煌 벽화)에서는 광물을 색상으로 사용하는 경우가 많습니다. 아이석(red), 크리소코올(red), 마그네타이트(yellow), 말레이트(green), 코퍼 블루(blue), 그래파이트(black) 등이 일반적으로 사용되는 색상입니다. 가시광선이 광물 표면에 撞아할 때, 일부는 반사되고 일부는 흡수됩니다. 만약 광물이 투명하고 두께가 적으면, 일부 광선은 통과할 수 있습니다. 광물이 다양한 파장 길이의 가시광선을 모두 흡수하면 검은색을 나타내고, 서로 다른 파장 길이의 가시광선을 고르게 흡수하면 다양한 정도의 회색을 나타내며, 어떠한 가시광선도 흡수하지 않을 때는 무색이나 하얀색을 나타냅니다. 특정 파장 길이의 가시광선을 선택적으로 흡수하면 그 색상의 보완색을 나타내며, 결국 화려한 색상을 만들어 냅니다.

왜 일부 광물은 특정 파장 길이의 가시광선을 선택적으로 흡수할까요? 주로 세 가지 메커니즘이 있습니다. 첫째, 일부 광물에는 이중 금속이라고 불리는 원소가 포함되어 있습니다. 예를 들면 철, 망간, 티타늄, 바나듐, 크롬, 구리, 납, 아연, 코발트, 니켈 등입니다. 이 원소의 원자는 서로 다른 파장 길이의 빛을 흡수하여 광물에게 서로 다른 색상을 제공합니다. 예를 들면 루비의 화려한 빨간색은 크리소코올 원소 때문이고, 에메랄드의 화려한 녹색도 같은 원소 때문입니다. 같은 원소이지만 구조가 다르기 때문에 서로 다른 색상을 나타내는 것입니다. 두 번째로, 광물의 결정 구조에서 인접한 원자들 간에 전자가 이동할 수 있고, 전자 이동과 함께 강한 가시광선 흡수가 일어납니다. 예를 들면 사파이어의 경우, 이중 철 원자와 티타늄 원자 사이에 전자가 이동하며, 특정 파장 길이의 가시광선을 선택적으로 흡수합니다. 세 번째로, 일부 광물의 결정 구조에는 원자가 채워지지 않은 공간이 있고, 이 공간은 특정 파장 길이의 가시광선을 선택적으로 흡수합니다. 예를 들면 플라석의 초록색이나 보라색은 이러한 이유 때문입니다.

또한, 광물의 색상에 대한 이유에 따라 자연적인 색상을 가진 광물은 자색, 불순물이나 기체/액체 포함물 때문에 다른 색상을 가진 광물은 異色, 물리학적 효과 때문에 다른 색상을 가진 광물은 伪色라고 합니다.