色素是一种呈现特定颜色的物质，因为它选择性地吸收光的波长。虽然许多材料都具有这一特性，但实际应用的颜料在常温下稳定，着色强度高，因此在物体上使用或与载体混合时，只需少量颜料即可看到颜色。随着时间的推移或长时间暴露在光线下，褪色或变黑的颜料称为逃逸颜料。

历史和史前颜料

最早的颜料来自自然资源，如木炭和研磨矿物。旧石器时代和新石器时代的洞穴壁画表明，史前人类已知炭黑、红赭石（氧化铁，Fe2O3）和黄赭石（水合氧化铁，Fe2O3·H2O）。合成颜料早在公元前2000年就开始使用。白铅是在二氧化碳存在下将铅和醋混合制成的。埃及蓝（硅酸铜钙）来自使用孔雀石或其他铜矿石着色的玻璃。随着越来越多的颜料被开发出来，不可能跟踪它们的组成。

在20世纪，国际标准化组织（ISO）制定了颜料特性和测试标准。国际颜色指数（CII）是一个已出版的标准指数，根据其化学成分识别每种颜料。CII模式中索引了27000多种颜料。

染料与发光

颜料是一种干燥或不溶于液体载体的物质。液体中的颜料形成悬浮液。相反，染料要么是液体着色剂，要么溶解在液体中形成溶液。有时可溶性染料会沉淀成金属盐颜料。以这种方式由染料制成的颜料称为湖泊颜料（例如，铝湖、靛蓝湖）。

颜料和染料都能吸收光线，使其呈现某种颜色。相反，发光是一种材料发光的过程。发光的例子包括磷光、荧光、化学发光和生物发光。

生命科学中的色素定义

在生物学中，“色素”一词的定义有所不同，色素指的是细胞中发现的任何有色分子，无论其是否可溶。因此，尽管血红蛋白、叶绿素、黑色素和胆红素（作为例子）不符合科学上对色素的狭义定义，但它们是生物色素。

在动植物细胞中，也会出现结构色。蝴蝶翅膀或孔雀羽毛就是一个例子。无论如何观看，颜料都是相同的颜色，而结构颜色取决于观看角度。颜料是通过选择性吸收着色的，而结构色是通过选择性反射着色的。

颜料的工作原理

颜料选择性地吸收波长的光。当白光照射到色素分子时，会有不同的过程导致吸收。双键共轭体系吸收某些有机颜料中的光。无机颜料可以通过电子转移吸收光。例如，朱砂吸收光，将电子从硫阴离子（S2-）转移到金属阳离子（Hg2+）。电荷转移复合物去除了大部分颜色的白光，反射或散射掉剩下的部分，使其看起来像某种颜色。颜料吸收或减去波长，不像发光材料那样增加波长。

入射光的光谱影响颜料的外观。例如，一种颜料在阳光下的颜色不会和在荧光灯下的颜色完全相同，因为不同的波长范围会被反射或散射。当表示颜料的颜色时，必须说明用于测量的实验室灯光颜色。通常这是6500 K（D65），对应于阳光的色温。

颜料的色调、饱和度和其他特性取决于产品中的其他化合物，如粘合剂或填料。例如，如果您购买一种颜色的油漆，它将根据混合物的配方而不同。颜料的外观会因其最终表面是否有光泽、无光泽等而有所不同。

重要颜料清单

颜料可以根据它们是有机的还是无机的来分类。无机颜料可以是金属基的，也可以不是金属基的。以下是一些关键颜料的列表：

金属颜料

• 镉颜料：镉红、镉黄、镉橙、镉绿、硫硒化镉
• 铬颜料：铬黄、翠绿色（铬绿）
• 钴颜料：钴蓝、钴紫、蓝蓝色、金黄色（钴黄）
• 铜颜料：蓝铜矿、埃及蓝、孔雀石、巴黎绿、汉紫、汉蓝、铜绿、酞菁绿G、酞菁蓝BN
• 氧化铁颜料：赭石红、威尼斯红、普鲁士蓝、血色、灰黑色、氧化红
• 铅颜料：红丹、铅白、克伦尼茨白、那不勒斯黄、铅锡黄
• 锰色素：锰紫
• 汞颜料：朱砂
• 钛颜料：钛白、钛黑、钛黄、钛米色
• 锌颜料：锌白、铁酸锌

其他无机颜料

• 碳素颜料：炭黑、象牙黑
• 粘土（氧化铁）
• 群青颜料（青金石）：群青，群青绿

有机颜料

• 生物色素：茜素、茜素红、藤黄、胭脂红、玫瑰红、靛蓝、印度黄、泰利安紫
• 非生物有机颜料：喹吖啶酮、品红、二芳基黄、邻苯二甲酸蓝、邻苯二甲酸绿、红色170