Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Halochromique“

Synthese und UV/VIS-spektroskopische Eingenschaften der negativ solvatochromen, methansulfonyl-substituierten Betainfarbstoffe Ic-Ie werden beschrieben. Die lineare Korrelation zwischen den ET-Werten des wasserloslischen Betains Ic und den ET(30)-Werten des Standardbetains Ia erlaubt eine Erweiterung der empirischen ET(30)-Polaritatsskala auf wassrige Elektrolytlosungen. Die Betaine Ic-Ie weisen eine negative Halochromite (Halo-Solvatochromie) auf. Eine neue Definition der Halochromie (Halo-Solvatochromie) wird gegeben.

Les couleurs vives observées dans les biominéraux provenant d'oursins adultes, allant du violet au vert, sont attribuées à la présence de molécules de naphtoquinone polyhydroxylée (PHNQs). Ces PHNQs sont intégrés dans la calcite, probablement au cours de la croissance cristalline, se produisant via l'intermédiaire de précurseurs de carbonate de calcium amorphe (ACC). La formation de minéraux chez les oursins s'accompagne de changements de couleur dépendant du stade de minéralisation. Le spinochrome A, par exemple, présente une couleur rouge lorsqu'il est extrait des épines violettes de Paracentrotus lividus en conditions acides, ce qui indique un lien potentiel entre le pH et les variations de couleur telles qu'observées dans la formation de CaCO3. Pour avoir une meilleure compréhension de ces variations de couleur et de l'impact des naphtoquinones sur la cristallisation de l'ACC, nous avons effectué une précipitation de CaCO3 en présence de PHNQs (extraits d'épines d'oursins) et de naphtoquinones naturelles disponibles dans le commerce (naphthazarine, lawsone et juglone). Nous avons contrôlé le pH tout au long de la formation de l'ACC coloré et de sa cristallisation en calcite. Différentes techniques analytiques, dont la DSC/ATG, l’XPS, l’analyse PDF, la spectroscopie UV-Vis, le STEM-EELS, la spectroscopie RMN en phase solide et la DRX HR, ont été utilisées pour caractériser les propriétés des pigments hybrides amorphes et cristallins. Nos résultats révèlent que différents pigments peuvent créer un spectre de calcite colorée. Par exemple, la naphtazarine, rouge à un pH acide, puis bleue avant la précipitation de l'ACC, donne finalement une calcite bleue lavande, en raison d’une déprotonation/protonation successive des OH. L'effet de l'augmentation de la concentration de naphtaline sur la stabilité de l'ACC face à la cristallisation en solution et à l'air suit des tendances différentes sans affecter la structure locale de l'ACC. La quantification de la naphtaline associée à l'ACC et à la calcite révèle que seule une infime partie de la naphtaline associée à l'ACC est incorporée dans la calcite, et ce sous la forme de nano-inclusions non homogènes ; tandis que le reste est adsorbé à la surface sous l'effet de fortes forces chimiques ou physiques. En outre, le spinochrome A conduit à l’obtention de calcite violette, tandis que les spinochromes B et E à de la calcite jaunâtre. L'analyse DRX HR indique que les spinochromes B et E induisent des distorsions plus importantes dans le réseau de la calcite que le spinochrome A. De plus, le spinochrome A augmente la stabilité du polymorphe intermédiaire, modifiant ainsi la voie de cristallisation. La combinaison d'effets structurels atomiques minimes et d'une coloration intense suggère une incorporation préférentielle du spinochrome A dans les épines pourpres de P. lividus. Les PHNQs extraits des épines d'oursins et les pigments hybrides ont été testés pour la teinture des textiles, montrant des résultats prometteurs dans le cas des PHNQs biogéniques et des pigments hybrides à base d'ACC
The vibrant colors seen in adult sea urchin biominerals, ranging from purple to green, are attributed to the presence of polyhydroxylated naphthoquinone molecules (PHNQs). These PHNQs become integrated into calcite, likely during the crystal growth, which occurs through amorphous calcium carbonate (ACC) precursors. The mineral formation in sea urchins is accompanied by color changes depending upon the stage of mineralization. Spinochrome A, for example, exhibits a red color when extracted from the purple spines of Paracentrotus lividus in acidic conditions, indicating a potential link between pH and color variations, as observed in CaCO3 formation. To delve deeper into color variations and the impact of naphthoquinones on ACC crystallization, we performed CaCO3 precipitation in the presence of PHNQs (extracted from sea urchin spines) and commercially available natural naphthoquinones (naphthazarin, lawsone, and juglone). We monitored pH levels throughout the formation of colored ACC and its crystallization into calcite. Various analytical techniques, including DSC/TGA, XPS, PDF analysis, UV-Vis, STEM-EELS, ss-NMR spectroscopy, and HR-XRD, were employed to characterize the properties of the amorphous and crystalline hybrid pigments. Our results reveal that different pigments can create a spectrum of colored calcite. For instance, naphthazarin, transitioning from red at acidic pH, turns medium blue before ACC precipitation, culminating in lavender blue calcite due to successive O-H deprotonation/protonation. The effect of increasing naphthazarin concentration on ACC's stability against crystallization in solution and air followed different trends without affecting the local structure of the ACC. Quantification of naphthazarin associated with ACC and calcite revealed that only a tiny fraction of naphthazarin associated with ACC gets incorporated within the calcite in the form of non-homogeneous nano inclusions; the rest was adsorbed on the surface with strong chemical or physical forces. Furthermore, spinochrome A yields purple calcite, while spinochrome B and E produce yellowish calcite. HR-XRD analysis indicates that spinochrome B and E induce more significant distortions in calcite lattice than spinochrome A. Moreover, spinochrome A increased the stability of the intermediate polymorph, thus modifying the crystallization pathway. The combination of minimal atomic structural effects and intense coloring suggests a preference for incorporating spinochrome A in the purple spines of P. lividus. The PHNQs extracted from sea urchin spines and hybrid pigment were tested for textile dyeing, showcasing promising results in the case of biogenic PHNQs and ACC-based hybrid pigments