Кіріспе
Ерігіш химиялық зат немесе басқа материалдарға түс бере алатын табиғи материал. Бояу – химиялық тұрғыдан қолданылатын бетке байланысатын түсті зат. Бұл бояуларды, олар бояған материалға химиялық байланыспайтын пигменттерден ерекшелейді. Бояу көбінесе сулы ерітінді түрінде қолданылады және бояудың талшыққа беріктігін арттыру үшін байланыстырғыш зат қажет болуы мүмкін. Табиғи бояулардың көпшілігі жануарлардан емес, мысалы, тамырлардан, жидектерден, қабықтан, жапырақтардан, ағаштан, саңырауқұлақтардан және лишайниктерден алынады. Дегенмен, үлкен сұраныс пен технологиялық жетістіктерге байланысты, қазіргі әлемде қолданылатын бояулардың көпшілігі мұнай химиясы сияқты заттардан синтетикалық жолмен өндіріледі. Кейбіреулері жәндіктерден және/немесе минералдардан да алынуы мүмкін. Синтетикалық бояулар әртүрлі химиялық заттардан жасалады. Олардың жоғары сапасы, оптикалық қасиеттері (түсі) және беріктігі (тұрақтылығы, байланысу қабілеті) үшін бояулардың басым көпшілігі осылай өндіріледі. Еуропаның бояулары колонизаторлармен бірге Америкаға жеткізілген. Грузия Республикасындағы 36 000 жыл бұрынғы тарихқа дейінгі үңгірде боялған зығыр талшықтары табылды. Археологиялық дәлелдер, әсіресе Үндістанда және Финикияда, бояулау 5000 жылдан астам уақыттан бері кеңінен таралғанын көрсетеді. Алғашқы бояулар жануарлар, өсімдіктер немесе минералдардан алынған, оларға өте аз өңдеу жасалған. Бояулардың ең көп көзі – өсімдіктер әлемінен, атап айтқанда тамырлардан, жидектерден, қабықтан, жапырақтардан және ағаштан алынған, олардың тек бір бөлігі коммерциялық масштабта қолданылады. Алғашқы индустрияландыруды Шотландиядағы Дж. Пуллар мен ұлдары жүргізген. Алғашқы синтетикалық бояу, мовейн, 1856 жылы Уильям Генри Перкин кездейсоқ ашқан. Мовеиннің ашылуы синтетикалық бояулар мен жалпы органикалық химияның дамуына серпіліс берді. Фуксин, сафранин және индулин сияқты басқа анилин бояулары да пайда болды. Содан бері мыңдаған синтетикалық бояулар дайындалды. Мовеиннің ашылуы иммунология мен химиотерапияның дамуына да ықпал етті. 1863 жылы Германияның Вупперталь қаласында Bayer AG компаниясы құрылды. 1891 жылы Пол Эрлих кейбір жасушалар немесе организмдердің белгілі бір бояуларды таңдап сіңіретінін анықтады. Ол, егер бояу басқа жасушаларға зиян келтірмесе, патогенді микроорганизмдерді өлтіру үшін жеткілікті үлкен дозаны енгізуге болады деп болжады. Эрлих сифилисті жою үшін бір затты қолданды, бұл организмдегі бактерияларды таңдап өлтіру үшін химиялық затты алғаш рет пайдалану болды. Ол сондай-ақ малярияға себепші плазмодиумды жою үшін метилен көк түсін қолданды.
A dye is a colored substance that chemically bonds to the substrate to which it is being applied. This distinguishes dyes from pigments which do not chemically bind to the material they color. Dye is generally applied in an aqueous solution and may require a mordant to improve the fastness of the dye on the fiber. The majority of natural dyes are derived from non animal sources such as roots, berries, bark, leaves, wood, fungi and lichens. However, due to large scale demand and technological improvements, most dyes used in the modern world are synthetically produced from substances such as petrochemicals. Some are extracted from insects and/or minerals. Synthetic dyes are produced from various chemicals. The great majority of dyes are obtained in this way because of their superior cost, optical properties (color), and resilience (fastness, mordancy). and the dyestuffs of Europe were carried by colonists to America. Dyed flax fibers have been found in the Republic of Georgia in a prehistoric cave dated to 36,000 BP. Archaeological evidence shows that, particularly in India and Phoenicia, dyeing has been widely carried out for over 5,000 years. Early dyes were obtained from animal, vegetable or mineral sources, with no to very little processing. By far the greatest source of dyes has been from the plant kingdom, notably roots, berries, bark, leaves and wood, only few of which are used on a commercial scale. Early industrialization was conducted by J. Pullar and Sons in Scotland. The first synthetic dye, mauve, was discovered serendipitously by William Henry Perkin in 1856. The discovery of mauveine started a surge in synthetic dyes and in organic chemistry in general. Other aniline dyes followed, such as fuchsine, safranine, and induline. Many thousands of synthetic dyes have since been prepared. The discovery of mauve also led to developments within immunology and chemotherapy. In 1863 the forerunner to Bayer AG was formed in what became Wuppertal, Germany. In 1891, Paul Ehrlich discovered that certain cells or organisms took up certain dyes selectively. He then reasoned that a sufficiently large dose could be injected to kill pathogenic microorganisms, if the dye did not affect other cells. Ehrlich went on to use a compound to target syphilis, the first time a chemical was used in order to selectively kill bacteria in the body. He also used methylene blue to target the plasmodium responsible for malaria.
Химия
Түстің түсі заттың электромагниттік спектрдің көрінетін аймағында (380–750 нм) жарықты сіңіру қабілетіне байланысты. Алдыңғы Витт теориясы түсті бояудың екі компоненттен тұратынын айтқан: хромофор, ол көрінетін аймақтағы жарықты сіңіру арқылы түс береді (мысалы, нитро, азо, хиноид тобы) және түсті күшейтуге көмектесетін ауксохром. Бұл теория қазіргі заманғы электрондық құрылым теориясымен ығыстырылды, ол бояулардың түсі көрінетін жарықпен валентті π-электронды қозу нәтижесінде пайда болады деп мәлімдейді.
Тамақ бояуы
Түстердің қолданылу тәсілін емес, олардың қызметін сипаттайтын тағы бір санат – тағамдық бояулар. Тағамдық бояулар тағамдық қоспалар санатына жататындықтан, олар кейбір өнеркәсіптік бояуларға қарағанда жоғары стандартта өндіріледі. Тағамдық бояулар тікелей, морденттелген және ват бояулар болуы мүмкін, ал олардың қолданылуы заңнамамен қатаң реттеледі. Көпшілігі азо бояулары, бірақ антрахинон және трифенилметан қосылыстары жасыл және көк түстер үшін қолданылады. Сонымен қатар, кейбір табиғи бояулар да пайдаланылады.
Ластану
Тоқыма, баспа және қағаз өнеркәсібінде шығарылатын бояулар өзендер мен су жолдарын ластау көзі болып табылады. Жылдық бояғыш өндірісі шамамен 700 000 тоннаны құрайды (1990 жылғы деректер). Осы материалды жою мәселесіне химиялық және биологиялық әдістер арқылы көп көңіл бөлінді.
Өте маңызды бояулар
Тірі клеткалар мен тіндерге дереу көрінетін дегенеративтік өзгерістерді тудырмай енуге қабілетті бояғыш "тірі бояғыш" немесе "көк бояғыш" деп аталады. Мұндай бояғыштар медициналық және патологиялық салаларда белгілі бір құрылымдарды (мысалы, жасушаларды) айналадағы тіндерден ажырату үшін таңдамалы түрде бояуға және осылайша оларды зерттеу үшін (мысалы, микроскоп астында) жақсырақ көрінуге мүмкіндік береді. Көріну жасушаларды немесе тіндерді зерттеуге мүмкіндік беретін болғандықтан, бояғыш тіндердің құрылымына немесе қызметіне объективті байқауға кедеріс келтіретін басқа да әсер ететін болмауы маңызды. Зерттеу алдында организмнен алынған жасушаларға қолданылатын бояғыштар (суправиталды бояу) мен тірі организмге инъекция немесе басқа тәсілмен енгізілетін бояғыштар (интравиталды бояу) арасында ерекшелік жасалады, себебі соңғысы (мысалы) қатаң қауіпсіздік стандарттарына бағынуы керек және әдетте тіндерден шығарылғанға дейін биохимияға зиян келтірмейтін химиялық зат болуы тиіс, тек зерттеліп отырған тінді ғана емес, жалпы организмге де қысқа мерзімде әсер етпеуі керек. "Тірі бояғыш" термині кейде интравиталды және суправиталды бояғыштармен шатастырылып қолданылады, екі жағдайда да қарастырылып отырған ұғым – зерттеліп отырған жасушалардың тірі болуы. Нақтырақ айтқанда, "тірі бояу" термині "суправиталды бояудың" кері мағынасын білдіреді. Егер тірі жасушалар суправиталды бояу кезінде бояғышты сіңіріп алса, "тірі бояу" кезінде оны шығарып тастайды; мысалы, олар теріс боялады, ал тек өлі жасушалар ғана оң боялады, сондықтан жасушалардың қанша пайызы теріс боялғанын санау арқылы тірілік деңгейін анықтауға болады. Бояғыш суправиталды немесе интравиталды екенін анықтайтындықтан, жасушаларды әртүрлі топтарға (мысалы, тірі, өлі, өліп бара жатқан) дәлірек жіктеу үшін суправиталды және тірі бояғыштардың комбинациясын қолдануға болады.