Ученые из Стокгольмского университета с помощью передовых методов электронной кристаллографии раскрыли структуру кармина — одного из самых известных красных пигментов в истории. Оказалось, что этот краситель, который до сих пор используют в конфетах и красках, имеет сложную пористую структуру.

Кармин получают из кошенили — насекомых, из которых добывают карминовую кислоту. Ее соединяют с алюминием и кальцием, и получается тот самый насыщенный красный цвет. Но современные методы электронной микроскопии показали, что у этого пигмента неожиданное строение: это металлоорганический комплекс, где два иона кальция, два иона алюминия и четыре молекулы карминовой кислоты образуют трехмерную пористую структуру.

Результаты опубликованы в издании Crystal Growth & Design.

Удивительно, что у пигмента, которым люди пользуются веками, оказалась такая сложная архитектура, — говорит Эрик Свенссон Грейп, бывший аспирант Стокгольмского университета, а сейчас постдок в Университете Орегона и Уппсальском университете.

Почему структуру кармина не изучили раньше? Проблема в том, что его кристаллы слишком малы для традиционных методов, например рентгеноструктурного анализа. Но новая технология — 3D-электронная дифракция (MicroED) — позволила разгадать его строение.

Это открытие может дать кармину вторую жизнь. Например:

• Его пористая структура подходит для очистки воды или воздуха от загрязнений.
• В пищевой промышленности он может заменить синтетические красители, которые сейчас вызывают вопросы у потребителей.

Кармин — один из старейших красителей. Его добывают из кошенильных червецов, которые живут на кактусах.

Еще ацтеки красили им ткани, а в XVI веке испанцы везли его в Европу как дорогой товар. Сейчас его производят на Канарских островах и в Центральной Америке. В искусстве его использовали Рембрандт, Тернер и Ван Гог, а сегодня он встречается в йогуртах, колбасах и даже косметике — на упаковках его обозначают как E120 или «натуральный красный 4».

Этот пример показывает, как старые материалы могут обрести новые свойства благодаря современным методам анализа. Кармин — не просто краситель, а потенциальный сорбент для экологии или основа для новых материалов. Исследование также напоминает, что даже хорошо изученные вещества могут таить сюрпризы.

Отметим, что метод MicroED требует дорогого оборудования и высокой квалификации, поэтому массово применять его для анализа других исторических пигментов пока сложно. Кроме того, авторы не проверили, сохраняет ли кармин свою пористую структуру в реальных условиях, например при нагреве в пищевом производстве.

Ранее ученые с помощью пищевого красителя сделали мышь прозрачной.