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化学科普||中华优秀传统文化之——春晚“国色”背后的化学知识

 上帝也有烦恼 2023-01-31 发布于湖北
我骑良马过世间
溜达市井和大川
眼中颜色翻波澜
天地呈现出五官
以下视频来源于
央视新闻


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    兔年春晚创意节目《满庭芳·国色》从自然万物、天地四时中追寻中国传统色彩,如诗如画,一展满庭芳华。在其中展现有许多古人绘画所用到的矿物颜料,下面请跟随着笔者以地学的方式揭秘色彩的魅力。

    古代中国人称绘画为「丹青」,丹青二字代表了三个意义,一是指绘画颜料,二是绘画的色彩,三是绘画的风格。其中的绘画颜料指的就是矿物颜料,由于矿物颜料的特性,发展出早期中国画的重彩风格。从汉代出土的帛画中,已用色彩描写物象,有了绘画的雏形。魏晋南北朝受到佛教盛行的影响,壁画大为流行,矿物颜色的使用较前期更为丰富,到了唐代追求奢华富丽的审美风格,发展出青绿(金碧)的矿物重彩绘画,不仅对一般色彩的追求,并运用金银色的光泽相互衬托达到色彩表现极致。

    《满庭芳·国色》的主要篇幅围绕五色展开,分别是:桃红、凝脂、缃叶、群青、沉香。

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桃红类似桃花的颜色,比粉红略鲜润的颜色。又称粉红色,夭桃色。据考,夭桃出自《诗·周南·桃夭》:「逃之夭夭,灼灼其华」。古代女子涂作桃红妆的桃红胭脂可由红花汁制成,用作服饰或器具的桃红则采用银朱(朱砂的一种)和胭脂调合一起。明代《西湖游览志》记载:「凡调合服饰器用颜色者,桃红用银朱燕支合」(注:燕支通胭脂)。

古代的赤色多指朱砂红,主要由矿物辰砂粉末制成。辰砂(cinnabar)的化学成分是天然硫化汞(HgS),自然界中的辰砂色泽从鲜红色至黑红色均有。而银朱与朱砂虽化学成分一致,但成因不同,银朱是一种人工化合物,现代颜料中的“朱”多指银朱。明代宋应星《天工开物·丹青》:「凡朱砂、水银、银朱,原同一物。所以异名者,由精粗老嫩而分也。」

红花是古代制作胭脂的主要原料,为中国汉代以来频繁记载和经常使用的药物、染料和美容化妆品原料。

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红花中含有黄色和红色两种色素,红色素的含量只有1%。红色素易溶解于碱性水溶液,不溶于水且在酸性溶液中会形成结晶。古代染色时会事先用酸水除去黄色素,再用碱水提取出红色素。红花的染色成分为红花素(C15H12O6)。
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苏方又称苏木、苏枋、苏方木,苏木根可提取红色染料,与靛蓝、槐花等其他植物染料搭配使用时,在铁、铝、铜、铅等不同媒染剂的作用下,可变为黄、红、紫、褐、绿、枣红、深红、肉红等颜色。主要染色成分为巴西苏木红素(C16H14O5),可用乙醇和水从苏木中提取出来。
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颜料中红色也会用铅丹,俗称红丹,化学名为四氧化三铅,化学式为Pb3O4是一种鲜橘红色粉末的无机化合物,不溶于水、乙醇,溶于热碱液、稀硝酸、乙酸、盐酸,主要用作防锈颜料、有机合成的氧化剂。
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 上图:朱砂;下图:银朱


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凝脂是白露之起色,细腻柔滑,洁净无瑕。《诗经·卫风·硕人》曰「手如柔荑,肤如凝脂,领如蝤蛴,齿如瓠犀,螓首蛾眉。巧笑倩兮,美目盼兮」。白居易《长恨歌》咏「春寒赐浴华清池,温泉水滑洗凝脂」。矿物颜料中的白色可以用石膏、高岭石、方解石、白垩、文石、云母、滑石等制成,但这些矿物大多还有其他杂质,无法出现凝脂状态的那种洁白。

宋代的德化窑的白瓷,素来享有「凝脂似玉、洁白高雅」的美誉,这才是一种纯粹的凝脂白。中国最早的瓷器是青瓷,这是因为早期的瓷器工艺落后,无法控制瓷器原料(高岭土、长石、石英等)中铁的含量,从而釉中的氧化铁会使得瓷器呈现白中泛黄或泛青色。在宋明以后随着瓷器制作技术的进步,工匠们懂得在生产瓷器的原料里控制铁元素含量,便可得到上等的白瓷。
古代作画还会用到铅白。铅白是碱式碳酸铅,又叫粉锡、铅华,化学分子式为:2PbCO3·Pb(OH)2),是一种有毒的白色粉末。很多古画会用它作为白色颜料,古代妇女还会将其作为美白皮肤的化妆品,所以便有了成语“洗尽铅华”,用来形容洗掉伪装世俗的外表。
随着时间推移,铅白会被硫化为硫化铅,变成黑色。黑色的PbS与过氧化氢(H2O2)作用生成白色硫酸铅(PbSO4),颜色由黑色变白色,所以此反应可用于古画的修复。PbS+4H2O2→PbSO4↓+4H2O。
央视新闻的文章在点评《满庭芳·国色》时,将其释为:从清晨天光中寻得「东方既白」 。这一说法多了几分诗意,但少了几分科学或者说实证,东方既白是一种文学上的虚像,而凝脂似玉的白瓷才是巧夺天工的鲜活艺术。

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广东省博物馆/明德化窑张寿山塑负书罗汉像


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缃叶桑叶初生、荷叶色黄,都可被称作「缃叶」。央视新闻将其释为:江南荷塘灵秀景色。此外东汉刘熙《释名》中提到:缃,桑也,如桑叶初生之色也。亦有史料记载古代皇后六服之中的鞠衣「黄桑服也,色如鞠尘,象桑叶始生。」(汉·郑玄注 《周礼·内司服》)。这里的缃色与矿物颜料无关。不过在中国古代绘画中,黄色是常用色,多用雌黄制成。雌黄(orpiment)是一种深橙黄色硫化砷矿物,分子式为As2S3,存在于火山喷气孔、低温热液脉和温泉中。雌黄的艳丽色泽如黄昏落日,Orpiment一词便来源于拉丁语auripigmentum(aurum,“金”+ pigmentum,“颜色”)。

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上图:新桑;下图:雌黄


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群青:一种深蓝色的颜料,最初是通过将青金石研磨成粉末制成的,主要成分为双硅酸铝盐和钠盐以及其他一些硫化物或硫酸盐。群青是文艺复兴时期画家使用的最好、最昂贵的蓝色。它经常用于圣母玛利亚的长袍,象征着圣洁和尊贵。青金石颜色呈现深蓝色到蓝绿色,其成因是在晶体中存在三硫自由基阴离子(S3˙-)。古罗马人称为蓝宝石的“sapphirus”通常指的是青金石。

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上图:青金石;下图:群青颜料

    青金石:由于对矿物青金石研究目前尚未透彻,所以对其化学式有其他一些不同的写法,有的指碱性铝硅酸盐矿物,化学式为:(Na,Ca)7~8(Al,Si)12(O,S)24[SO4,Cl2(OH)2],为玻璃至油脂光泽, 拥有独特的蓝色、深蓝、淡蓝及浅青色等。有的则认为是:(NaCa)8(AlSi04)6(SO4,Cl,S)2此时矿物为等轴晶,呈现出暗蓝、蓝紫、天蓝、浅蓝或绿蓝色。

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 石青,又称蓝铜矿,化学式为:Cu3(CO32(OH)2晶体属单斜晶系的碳酸盐矿物。晶体呈柱状或厚板状,通常呈粒状、钟乳状、皮壳状、土状集合体。深蓝色,玻璃光泽,土状块体为浅蓝色,光泽暗淡。与孔雀石紧密共生,产于铜矿床氧化带中,是含铜硫化物氧化的次生产物。

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矿物石青不耐酸,滴入醋酸会变成蓝绿色,但是常规温度下颜色经久不变。又因为具有其他颜料不具备的晶体镜面反射,所以颜色更加自然柔和,也更加华丽。这正是古人所言的“青取之于蓝,而青于蓝”。

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沉香:沉香属植物流出的树脂与木质结合在一起的融合物。沉香颜色存在从灰、深灰到黑、赭色、黄褐、棕、铁棕、淡绿等多种色泽,其中黑色较为普遍。因其具木纹,纹理之间色泽不同,形成线条状相间,所以在同一件沉香中可以看到多种颜色。决定沉香颜色的因素是沉香含油量,含油量越丰富,颜色越深,品质越好。《大清会典》记载皇宫沉香贮存在户部下属的颜料库,但由于其价格昂贵,故较少用于古代作画颜料。春晚《满庭芳·国色》中塑造的沉香形象是一种赭色或褐色。话说回地质学,矿物是由地质作用形成的,在正常情况下呈结晶质的元素或无机化合物。而沉香是有机化合物与木质纤维的固态混合物,因而不属于矿物。

从五色角度来说,这里的沉香应表达的意象是黑色,但在春晚这种祥和的场合,黑色过于沉重。古代绘画颜料中常用的黑色是石墨。石墨(Graphite),是碳的一种同素异形体。石墨不透明且触感油腻,颜色由铁黑到钢铁灰不等,形状可呈晶体状、薄片状、鳞状、条纹状、层状体,具有污手性。

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上图:石墨

    除此传统五色,赵丽颖在春晚舞台一口气唱了42个颜色名,限于篇幅,在此就不一一介绍。

中国古代绘画对于色彩、颜料的使用表现,从早期简单的天然矿物性颜料到植物性颜料的加入,绚烂多彩的颜色与中国传统文化交融,成为这个文明艳丽的一部分。

而以地学视角去看《满庭芳·国色》,看到的不仅仅是文化艺术的美,更是地球科学的美,自然万物之美。
声明:转载自傅士旭,化学人生,致谢!

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