رنگدانه ها (Pigments):
رنگدانه ماده‌ای است که با استفاده از جذب طول موج انتخابی می‌تواند رنگ نوری انعکاسی یا انتقالی را تغییر دهد. این فرایند فیزیکی با فرآیندهایی دیگری همچون فلورسنس، فسفورسانس و دیگر اشکال لومینسانس (تابناکی) که در آن‌ها یک ماده از خود نور ساطع می‌کند، متفاوت است.

 

رنگدانه ها

بسیاری از مواد انتخابی، طول موج‌های خاصی از نور را جذب خود می‌کنند. موادی همچون رنگدانه‌ها که بشر آن را جهت استفاده گزینش و گسترش داده است، معمولاً از ویژگی‌های خاصی برخوردار هستند که این ویژگی‌ها سبب شده که آن‌ها برای رنگ کردن سایر مواد بهترین گزینه انتخابی باشند. یک رنگدانه باید نسبت به موادی که قرار است به آن رنگ دهد، از خاصیت رنگ دهی بالایی برخوردار باشد. رنگدانه بایستی در دمای محیط به شکل جامد باقی بماند.
دوام و ثبات رنگ از جمله ویژگی‌های مطلوب یک رنگدانه در زمینه کاربردهای صنعتی و هنری به‌شمار می‌رود. رنگدانه‌های بی دوام «رنگدانه فرار» نامیده می‌شوند. رنگدانه‌های فرار در مرور زمان ویا با در معرض نور قرار گرفتن، محو می‌شوند تا جایی که نهایتاً رنگ آن‌ها رو به سیاهی می‌زند.
رنگدانه‌ها برای رنگی بخشیدن رنگ، جوهر، پلاستیک، پارچه، لوازم آرایشی، مواد غذایی و دیگر مواد بکار می‌روند. بیشتر رنگدانه‌هایی که در صنایع تولیدی و هنرهای تجسمی مورد استفاده قرار می‌گیرند کلرانت‌های رنگی (colorant) هستند که معمولاً به شکل پودر میکرونیزه در می‌آیند. این پودر به ماده نسبتاً خنثی یا بی‌رنگ همچون رنگپایه (یا محمل) افزوده شده که رنگدانه را در خود به حالت تعلیق نگه داشته و چسبندگی خود را به رنگ می‌دهد.
بین یک رنگدانه که در محمل خود نا محلول است (دراثریک تعلیق) ویک رزانه که خود به تنهایی مایع بوده یا در محمل خود محلول می‌باشد (در اثر حل شدن) معمولاً تفاوتی وجود دارد. یک کلرانت بسته به محملی که با آن درگیر است، می‌تواند به عنوان یک رنگدانه یا رزانه عمل نماید. در برخی موارد، رنگدانه می‌تواند از ته‌نشینی یک رزانه محلول با یک نمک فلزی حاصل شود. رنگدانه حاصل، «رنگدانه لاکی» نامیده می‌شود. عبارت رنگدانه بیولوژیکی برای تمامی رنگدانه‌هایی بکار می‌رود که مواد رنگی آن‌ها مستقل از قابلیت انحلال‌پذیری آنهاست.
انواع رنگدانه ها:
۱- معدنی : رنگدانه‌های معدنی طبیعی از پوسته زمین استخراج می‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندی می‌شوند. غالباً برای این رنگدانه‌های طبیعی ، معادل مصنوعی هم وجود دارد، یعنی رنگدانه از اجزاء دیگری در اثر یک فرایند شیمیایی ساخته می‌شود. ظاهراً از نظر شیمیایی با نمونه طبیعی یکسان است، ولی اغلب خواص متفاوتی دارد و معمولاً به خاطر شکل بلوری مطلوبتر ، خلوص بیشتر و دانه‌بندی مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبیعی می باشد.

۲- آلی: امروزه رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی می‌باشند. بعضی از جدیدترین رنگدانه‌ها ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی ،مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگهای آبی و سبز را در بر می‌گیرند و فتالوسیانین مس ، رنگدانه آبی می‌باشد که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف ، یک رنگدانه با ارزش به شمار می‌رود . فتالوسیانین‌ها را از فتالیک و اوره سنتز می‌کنند. رنگدانه‌های آلی ، به صورتی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند، در طبیعت یافت نمی‌شوند و تقریباً همه آنها سنتزی می‌باشند و نیز رنگدانه های غیر پوششی یا اکستندر مثل کربنات کلسیم و باریت و تالک و … هم وجود دارد. رنگدانه سفید پیگمنت معدنی طبیعی است. رنگدانه رنگی معدنی مثل اکسید زرد آهن اکسید قرمز آهن اکسید سیاه آهن رنگدانه رنگی معدنی مصنوعی مثل کرم سبز و سرب قرمز اکسید مس رنگدانه های فلزی معدنی مصنوعی مثل پودر آلومینوم برنز وروی.

خواص فیزیکی:
رنگدانه‌ها رنگی را ایجاد می‌کنند که خودشان نیز به همان رنگ هستند چرا که آن‌ها به صورت انتخابی طول موجهای معینی از نور مرئی را جذب و منعکس می‌نمایند. ترکیب طیف کامل نور مرئی با طول موجی متغیر از ۳۷۵ یا ۴۰۰ نانومتر الی ۷۶۰ یا۷۸۰ نانومتر، با نور سفید تقریباً برابری می‌کند. وقتی که این نور با یک رنگدانه برخورد می‌کند، قسمت‌هایی از طیف توسط پیوندهای شیمیایی سیستم‌های کونژوگه و دیگر اجزای رنگدانه جذب می‌شود. برخی دیگر از طول موج‌ها یا قسمتهایی از طیف، منعکس یا پخش می‌شود. بیشتر رنگدانه‌ها، کمپلکس انتقال بار محسوب می‌شوند. مثل کامپاندهای فلز واسطه با باند جذب وسیعی که بیشتر رنگ‌های نور سفید تابشی را کسر می‌کنند. طیف جدید منعکس شده ظاهر یک رنگ را بوجود می‌آورد. رنگدانه‌ها بر خلاف مواد فلورسنت یا فسفورسنت، می‌توانند فقط طول موجها را از نور منبع کسر نموده و هرگز مورد دیگری به آن اضافه نکنند.
ظاهر رنگدانه‌ها نزدیک به رنگ نور منبع می‌باشد. نور خورشید از دمای رنگ بالا و یک طیف نسبتاً یکدستی برخوردار بوده و معیار استانداردی برای نور سفید محسوب می‌شود. منابع نور مصنوعی تمایل زیادی برای دستیابی به پیک عالی در برخی قسمت‌های طیف خود و همچنین شیاری عمیق دارند. با مشاهده این شرایط، رنگدانه‌ها در رنگ‌های متفاوتی ظاهر می‌گردند.
دیگر ویژگی‌های یک رنگ همچون اشباع بودن یا سبکی آن، ممکن است توسط دیگر مواد همراه با رنگدانه، تخمین زده شود. رنگ پایه و فیلرهایی که به مواد شیمیایی رنگدانه‌ها افزوده می‌شود نیز الگوهای بازتاب و جذب خاص خود را دارند که می‌توانند بر طیف نهایی تأثیرگذار باشند. به همین ترتیب، درمخلوط های رنگدانه/رنگ پایه، امکان برخورد مولکول‌های رنگدانه با اشعه‌های مجزای نوری وجود ندارد و ممکن است به همان صورت که وجود دارند، منعکس گردند. این اشعه‌های پراکنده نور منبع با یک رنگ کمتر اشباع شده، سهیم می‌شوند. رنگدانه خالص به نور سفید خیلی کوچک اجازه فرار را داده و بدین ترتیب یک رنگ بسیار اشباع شده تولید می‌کند. مقدار کمی از رنگدانه با مقدار زیادی از رنگ پایه سفید مخلوط می‌شود، ولی به دلیل فرار مقدار زیادی نور سفید ،نتیجه حاصله، اشباع نشده و رنگ پریده می‌گردد. کاربردها:
تهیه رنگ های متنوع، صنایع نساجی، صنایع لاستیک، جوهرسازی، تولید کاغذ(کاغذهای رنگی) ، صنایع خودروسازی، صنایع دستی و هنر های تجسمی، صنایع شیمیایی، لوازم آرایشی، لوازم التحریر و نوشت افزار و…