Bliźniacze narzędzia pióra i atramentu były używane od około 2500 lat p.n.e., kiedy to społeczeństwa chińskie i egipskie niezależnie opracowały atrament do pisania. Dziś tusz do pisaków jest produkowany według podobnej formuły, jak wtedy: bogata w kolory substancja jest zawieszona wraz ze stabilizatorami w cieczy, którą pisak może przesuwać po papierze. Innowacje w chemii od tego czasu urozmaiciły skład chemiczny atramentu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Najbardziej oczywistym składnikiem atramentu do pisaków jest barwnik lub pigment, ale zawiera on również polimery, stabilizatory i wodę, które pomagają w prawidłowym przepływie atramentu.
Barwniki i pigmenty
Kolor atramentu pochodzi z barwnika, który może rozpuszczać się w wodzie, lub pigmentu, który jest nierozpuszczalny w wodzie. Barwnik eozyna nadaje czerwony kolor atramentowi i jest wytwarzany przez dodanie pierwiastka bromu do związku fluorescencyjnego. Atramenty wykorzystujące pigmenty obejmują biały atrament (zawierający tlenek tytanu) i metaliczny złoty atrament (który, co zaskakujące, wykorzystuje stop miedzi z cynkiem.) Sadza, pigment pochodzący z węgla i oleju, jest istotną częścią czarnego długopisu atrament.
Polimery stabilizujące
Atramenty mogą krzepnąć, gdy ich cząsteczki barwnika lub pigmentu zlepiają się ze sobą. Stabilizatory zapobiegają krzepnięciu, przylegając do cząsteczek i przesuwając je obok siebie, zapewniając płynniejszy przepływ atramentu. Polimery, duże cząsteczki zbudowane z łańcuchów podstawowych powtarzających się jednostek, są doskonałymi stabilizatorami. Dawniej żywica roślinna i albumina jaja służyły jako źródło polimerów stabilizujących. Wytwory laboratoryjne, takie jak polichlorek winylu i polioctan winylu, wypełniły później tę rolę w XX wieku.
Rozpuszczalniki w płynie
Wczesne formy pisania atramentem składały się ze stabilizatorów zawierających pozostałości paliwa w prawdopodobnie najpowszechniejszym ciekłym rozpuszczalniku na planecie: wodzie. Wieki później producenci zaczęli stosować inne chemikalia jako rozpuszczalniki. Produkty petrochemiczne, zbudowane głównie z węgla i wodoru, nadal są wykorzystywane w tuszach do długopisów. Pisaki filcowe są oparte na tuszu wyprodukowanym z alkoholem jako rozpuszczalnikiem. Jednak ostatnie ograniczenia dotyczące stosowania związków na bazie węgla w przemyśle spowodowały, że producenci powrócili do idei atramentów na bazie wody.
Inne dodatki
Badania sugerują również inne dodatki, które mogą poprawić podstawowe właściwości atramentu. Glicerydy, które zawierają kwasy tłuszczowe i glicerynę alkoholową, można uzyskać z roślin i dodać, aby atrament ślizgał się płynniej po papierze. Substancje chemiczne regulujące pH atramentu, takie jak trietanoloamina, zapobiegają zakwaszeniu atramentu lub żrącemu uszkodzeniu pisaków. Niektóre dodatki przynoszą nawet bezpośrednie korzyści producentom; glinka, która zawiera krzemiany, z powodzeniem pełni funkcję „wypełniacza” tuszu do piór.