01. Χρώμα: επιστήμη και τεχνολογία

ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Σταμάτης Μπογιατζής eclass

ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ: Γιώργος Φακορέλλης

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Υ

ΑΡΙΘΜΟΣ ΔΙΑΛΕΞΕΩΝ: 12

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ: 2Θ

ECTS: 4

ΤΥΠΙΚΟ ΕΞΑΜΗΝΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ: Α’

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ: Γενική και Ανόργανη Χημεία

Οργανική Χημεία της συντήρησης

Επιστήμη Υλικών Ι

Επιστήμη Υλικών ΙΙ

Γενική Φυσική

ΣΤΟΧΟΣ

Το μάθημα στοχεύει στη μελέτη και συσχέτιση των παραμέτρων που καθορίζουν το χρώμα των υλικών, τις συνθήκες που επηρεάζουν πολλές από αυτές τις παραμέτρους. Επίσης στοχεύει στον καθορισμό των παραγόντων που συμβάλλουν στην αντίληψη του χρώματος, στον χρονικό και γεωγραφικό εντοπισμό των χρωστικών και στις αιτίες που οδήγησαν στην επικράτηση συγκεκριμένων χρωστικών στις διάφορες χρονικές περιόδους.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Το μάθημα περιλαμβάνει τη μελέτη και συσχέτιση των παραμέτρων που καθορίζουν το χρώμα των υλικών.

Με αφετηρία τη θεμελίωση των φυσικοχημικών νόμων που διέπουν την εμφάνιση του χρώματος στα ανόργανα και οργανικά έγχρωμα υλικά, το μάθημα στοχεύει στην κατανόηση της φυσικής ιδιότητας που ονομάζεται «χρώμα», στην ερμηνεία της με βάση την αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και της ύλης, στην κατανόηση των μηχανισμών παραγωγής χρώματος με βάση τη χημική δομή της έγχρωμης ουσίας, στη συσχέτιση του χρώματος με βάση άλλες φυσικές ιδιότητες του υλικού και στην παρουσίαση των μεθόδων κωδικοποίησης των χρωματικών ερεθισμών και της θεωρίας της χρωματομετρίας.

Επιχειρείται ιστορική αναδρομή στην τεχνολογία του χρώματος από την προϊστορία μέχρι σήμερα καθώς και συσχετισμός των ανωτέρω με την ιστορική εμφάνιση των διαφόρων χρωστικών, την αισθητική του χρώματος και τις αξίες που οδήγησαν αλλά και διαμορφώθηκαν από την ιστορική χρήση του.

Παρουσιάζεται η πολυχρωμία στους Προϊστορικούς και Ιστορικούς χρόνους: το χρώμα στις σπηλαιογραφίες, στην Κυκλαδική Τέχνη, στην Κλασική και Ρωμαϊκή Αρχαιότητα, στους Βυζαντινούς και μετα-Βυζαντινούς χρόνους, το δυτικοευρωπαϊκό Μεσαίωνα και την Αναγέννηση. Οι σύγχρονες βιομηχανικές χρωστικές.

Χρώμα και φως: Μήκος κύματος και χρώμα. Το χρώμα των αντικειμένων λόγω ανάκλασης και διέλευσης. Η αντίληψη του χρώματος από το ανθρώπινο μάτι. Η φυσική του χρωματικού στρώματος στην τέχνη. Δείκτης διάθλασης και καλυπτική ικανότητα.

Κρυσταλλική δομή και σκέδαση του φωτός. Ερμηνεία της χρωματικής συμπεριφοράς με βάση τη θεωρία της σκέδασης (Mie, Rayleigh). Θεωρία Kubelka-Munk και ερμηνεία του χρώματος με βάση την ανακλαστική ικανότητα του υλικού. Επίδραση των συντελεστών σκέδασης και απορρόφησης στο χρώμα. Επίδραση της κοκκομετρίας, της κατ΄ όγκον συγκέντρωσης, της γωνιακής κατανομής, των δεικτών διάθλασης στην οπτική συμπεριφορά των διασπορών και των χρωματικών στρωμάτων. Ικανότητα χρωματισμού-ικανότητα επικάλυψης.

Αντίληψη του χρώματος. Τριχρωματική θεωρία της όρασης, τριχρωματικές συντεταγμένες, Πρότυποι χρωματικοί ερεθισμοί, συστήματα ταξινόμησης-κωδικοποίησης χρωματικών ερεθισμών, Προσθετική-αφαιρετική μέθοδος παραγωγής χρωματικών ερεθισμών.

Η χημεία του χρώματος: τα δομικά χαρακτηριστικά των έγχρωμων ανόργανων και οργανικών ενώσεων. Ανόργανες χρωστικές. Σύμπλοκες ενώσεις στοιχείων μετάπτωσης. Ανόργανες χρωστικές και ημιαγώγιμα υλικά. Ενεργειακό χάσμα και επίδρασή του στο χρώμα. Επισκόπηση και δομή των ανόργανων χρωστικών.

Οργανικές χρωστικές και βαφές. Γενικές απαιτήσεις για την εμφάνιση χρώματος στις οργανικές χημικές ενώσεις. Ιστορικές οργανικές χρωστικές. Ανθρακινόνες: ριζάρι, κέρμης. Ινδιγοειδή: indigo και πορφύρα. Καροτενοειδή. Κίτρινες οργανικές χρωστικές. Συνθετικές χρωστικές. Η είσοδος της βιομηχανίας στον κόσμο του χρώματος. Μωβεΐνη. Αζωχρώματα και χρώματα ανιλίνης. Φθαλοκυανίνες.

Εφαρμογές της χρωματομετρίας στην τεκμηρίωση και τη συστηματική παρακολούθηση της κατάστασης διατήρησης της επιφάνειας των έργων ζωγραφικής και ιστορικών μνημείων.

Τέλος, δίνεται έμφαση στην επίδραση του περιβάλλοντος στη χημική σύσταση των έγχρωμων υλικών. Συζητούνται οι παράμετροι της πολικότητας του μέσου στο οποίο βρίσκονται οι χρωστικές καθώς και του pH και πώς αυτά επηρεάζουν το χρώμα ή την απόχρωση. Επίσης, γίνεται μία εισαγωγή στην χημική αλλοίωση των ανόργανων και οργανικών χρωστικών, των παραγόντων που τις προκαλούν, και πώς αυτές επηρεάζουν το χρώμα τους.

ΕΝΟΤΗΤΕΣ

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και μοριακοί μηχανισμοί παραγωγής χρώματος

Διδάσκων: Στ. Μπογιατζής
Οι κυριότεροι τρόποι παραγωγής χρώματος ως αλληλεπίδραση του φωτός με τις επιφάνειες. Τα φαινόμενα διέλευσης και ανάκλασης. Γεωμετρική και διάχυτη ανάκλαση. Χρώμα λόγω απορρόφησης, ανάκλασης, περίθλασης και εκπομπής.

Η χημεία του χρώματος 1: τα γενικά δομικά χαρακτηριστικά των έγχρωμων χημικών ενώσεων
Διδάσκων: Στ. Μπογιατζής
Χρώμα λόγω απορρόφησης από τα άτομα και μόρια. Φάσματα διέλευσης, απορρόφησης, ανάκλασης. Χρώμα λόγω εκπομπής: αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή φωτός. Φάσματα φθορισμού (φωτο-φωταύγειας).

Η χημεία του χρώματος 2: Οργανικές χρωστικές και βαφές.

Διδάσκων: Στ. Μπογιατζής
Γενικές απαιτήσεις για την εμφάνιση χρώματος στις οργανικές χημικές ενώσεις. Ιστορικές οργανικές χρωστικές. Ανθρακινόνες: ριζάρι, κέρμης. Ινδιγοειδή: indigo και πορφύρα. Καροτενοειδή. Κίτρινες οργανικές χρωστικές. Συνθετικές χρωστικές. Η είσοδος της βιομηχανίας στον κόσμο του χρώματος. Μωβεΐνη. Αζωχρώματα και χρώματα ανιλίνης. Φθαλοκυανίνες. Συνθετικές βαφές στην βιομηχανία χρωμάτων. Φθορισμός (φωτο-φωταύγεια). Φθορίζουσες χρωστικές.

Η χημεία του χρώματος 3: Ανόργανες χρωστικές.

Διδάσκων: Γ. Φακορέλλης
Ανόργανες χρωστικές. Σύμπλοκες ενώσεις στοιχείων μετάπτωσης. Ημιαγώγιμα υλικά. Ενεργειακό χάσμα και η επίδρασή του στο χρώμα. Ο Περιοδικός Πίνακας του χρώματος (Fe, Cu, Pb, Hg, Cd, Cr, Mn, Zn, Sn, As, Ti). Επισκόπηση και δομή των κυριότερων ανόργανων ιστορικών χρωστικών: φυσικής προέλευσης και σύγχρονες (συνθετικές) χρωστικές.

Χρωματομετρία

Διδάσκουσα: Α. Καμινάρη
Τριχρωματική θεωρία της όρασης, τριχρωματικές συντεταγμένες, πρότυποι χρωματικοί ερεθισμοί, Βασικά και συμπληρωματικά χρώματα, Προσθετική και αφαιρετική διαδικασία, Το σύστημα CIE, Χρωματικές διαφορές, Μεταμερισμός, συστήματα ταξινόμησης-κωδικοποίησης χρωματικών ερεθισμών (Munsell, OSA color scales κλπ.), Color Index.

Εφαρμογές της χρωματομετρίας

Διδάσκουσα: Α. Καμινάρη
Εφαρμογές της χρωματομετρίας στην τεκμηρίωση και τη συστηματική παρακολούθηση της κατάστασης διατήρησης της επιφάνειας των έργων ζωγραφικής και ιστορικών μνημείων. Χρωματόμετρα και Φασματοσκοπία ανάκλασης με οπτικές ίνες (αρχή λειτουργίας, τεχνική εφαρμογής, μετρούμενα μεγέθη, αξιολόγηση φασμάτων).

Η αντίληψη του χρώματος

Διδάσκουσα: Σοφία Σωτηροπούλου
Η αντίληψη του χρώματος από το ανθρώπινο οπτικό σύστημα. Σχέση μεταξύ φυσικής υπόστασης και ψυχοφυσικής αίσθησης ενός χρωματικού ερεθίσματος.

Η πολυχρωμία στην Αρχαία Ελληνική Τέχνη
Διδάσκουσα: Χαρίκλεια Μπρεκουλάκη
Αντίληψη και εφαρμογή του χρώματος στην Αρχαία Ελλάδα.

Επίδραση του περιβάλλοντος υλικού στο χρώμα: πολικότητα περιβάλλοντος και pH

Διδάσκων: Στ. Μπογιατζής
Επίδραση του περιβάλλοντος υλικού στο χρώμα. Επίδραση του διαλύτη στο φάσμα απορρόφησης των υλικών. Επίδραση του pH στη δομή των οργανικών χρωστικών και στις παραμέτρους απορρόφησής τους. Εφαρμογή στις λάκες και στη βαφική: Μέθοδοι βαφής: βαφή με απλή εμβάπτιση, βαφή με στερέωση. Λάκες.

Επίδραση του περιβάλλοντος στο χρώμα: Χρωματικές αλλοιώσεις.

Διδάσκων: Στ. Μπογιατζής
Χρωματικές αλλοιώσεις. Φωτοσταθερότητα. Χημικές αλλοιώσεις ανόργανων και οργανικών χρωστικών και επίδρασή τους στο χρώμα.

Παρουσιάσεις εργασιών Α΄

Στ. Μπογιατζής, Γ. Φακορέλλης

Παρουσιάσεις εργασιών Β΄