Die Forscher fanden heraus, dass das Muster trockener Pigmente von der Pigmentkonzentration und der Trocknungstemperatur beeinflusst wird. Eine Studie im Langmuir-Journal der American Chemical Society zeigte, dass Farbtröpfchen mit niedrigeren Pigmentkonzentrationen oder auf kühleren Oberflächen getrocknet wie „Spiegeleier“ trockneten, während solche mit höheren Pigmentkonzentrationen oder bei höheren Temperaturen getrocknete gleichmäßiger aussahen. Die Ergebnisse zeigen, dass durch Anpassung der Pigmentkonzentration und der Trocknungstemperatur das endgültige Aussehen der getrockneten Farbe gesteuert werden kann.
Verschütteter Kaffee kann beim Trocknen dunkle Flecken an den Pfützenrändern hinterlassen. Wenn die Farbe jedoch trocken ist, sehen einige wie „Spiegeleier“ aus, wobei die „Eigelb“-Farbe von einem reinweißen Lichtkranz umgeben ist, während andere einheitlich aussehen. Um diese Veränderung zu verstehen, beobachteten die Forscher in der Zeitschrift ACS Langmuir den Trocknungsprozess des Pigments. Sie fanden heraus, dass Pigmentkonzentration und Temperatur die Gelierung und Verdunstung von Flüssigkeiten beeinflussen und dass diese Informationen dabei helfen, die Morphologie trockener Farbe zu steuern.
Farbe enthält eine Mischung aus Substanzen, darunter Harze, Pigmente, Zusatzstoffe und Lösungsmittel (z. B. Wasser). Aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Farbe kommt es beim Verdunsten von Farbtröpfchen zu verschiedenen chemischen Effekten, die manchmal zu unerwünschten Mustern oder kleinen Rissen führen. Im Allgemeinen wünschen sich Künstler und Maler gleichermaßen eine gleichmäßige und konsistente Pigmentverteilung, sobald Farbe auf eine Oberfläche aufgetragen wird. Es ist jedoch noch nicht klar, wie sich die Musterbildung beim Trocknen der Pigmentflüssigkeit vermeiden lässt. Deshalb wollten Stella Ramos, Catherine Ballentine und Kollegen die Faktoren untersuchen, die die Verdunstung wasserbasierter Beschichtungen beeinflussen.
Wenn Farbtröpfchen trocknen, sehen sie möglicherweise wie „Spiegeleier“ aus (linkes Bild, Strichstärke beträgt einen Millimeter) oder sie entwickeln eine gleichmäßigere Pigmentverteilung (rechtes Bild). Bildquelle: Angepasst von „Langmuir2023“, DOI:10.1021/acs.langmuir.3c01605
Die Forscher stellten eine Mischung aus fünf wässrigen Acrylfarben und Wasser her und tropften die Lösungen dann auf erhitzte Glasobjektträger. Als die Flüssigkeit verdunstete, analysierten und fotografierten sie das Sediment und beobachteten drei Phänomene:
Zunächst existieren ein interner und ein externer Flüssigkeitsfluss nebeneinander: ein interner Fluss von der heißen Basis zur kühleren Oberseite des Tropfens und ein externer Fluss durch den Kapillarfluss.
Letztendlich erhöht die Gelierung der Pigmentsuspension die Viskosität und verlangsamt den Fluss des Pigments.
Der letzte Trocknungsschritt fixiert das Pigment auf der Oberfläche des Objektträgers.
Sowohl die Pigmentmenge als auch die Temperatur der Glasoberfläche beeinflussen die Größe, Form und das Muster der trockenen Pigmenttröpfchen. Die Forscher fanden heraus, dass Farbtröpfchen mit niedrigeren Pigmentkonzentrationen oder die sich auf Oberflächen abgelagert hatten, auf denen die Temperatur nur 30 Grad Celsius betrug, in ihren Zentren bunte Moleküle ansammelten, was ihnen das Aussehen eines „Spiegeleis“ verlieh. Je höher die Pigmentkonzentration und je höher die Temperatur, die bis zu 176 Grad Fahrenheit betragen kann, desto gleichmäßiger wird das Muster nach dem Trocknen und desto gleichmäßiger wird die Farbe im gesamten Kreis verteilt.
Um das Aussehen der trockenen Farbe zu kontrollieren, passen Sie die Pigmentkonzentration und die Oberflächentemperatur entsprechend dem endgültigen gewünschten Muster an.