Dvojni orodji pisala in črnila se uporabljajo od približno 2500 let pred našim štetjem, ko so kitajske in egiptovske družbe samostojno razvile črnilo za pisanje. Danes se črnilo za pisalo proizvaja po podobni formuli, kot je bilo takrat: barvno bogata snov suspendiramo s stabilizatorji v tekočini, ki jo pero lahko potisne čez papir. Inovacije v kemiji so od takrat dodale raznolikost kemični sestavi črnila.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Najbolj očitna sestavina črnila je barvilo ali pigment, vsebuje pa tudi polimere, stabilizatorje in vodo, ki pomagajo črnilu pravilno teči.
Barvila in pigmenti
Barva črnila izvira bodisi iz barvila, ki se lahko raztopi v vodi, bodisi iz pigmenta, ki je v vodi netopen. Barvilo eozin daje rdečemu črnilu barvo in je narejeno z dodajanjem elementa brom fluorescentni spojini. Črnila, ki uporabljajo pigmente, vključujejo belo črnilo (ki vsebuje titanov oksid) in kovinsko zlato črnilo (ki presenetljivo uporablja bakreno-cinkovo zlitino.) Saja, pigment, pridobljen iz premoga in nafte, je bistveni del črnega kemičnega svinčnika črnilo.
Stabilizacijski polimeri
Črnila se lahko strdijo, ko se delci barvila ali pigmenta zlepijo. Stabilizatorji preprečujejo strjevanje, tako da se oprimejo molekul in jih premaknejo drug mimo drugega, s čimer dobi črnilo bolj tekoč pretok. Polimeri, velike molekule, izdelane iz verig osnovnih ponavljajočih se enot, so odlični stabilizatorji. V preteklosti sta rastlinska smola in jajčni albumin služila kot vir stabilizirajočih polimerov. Laboratorijske kreacije, kot sta polivinilklorid in polivinil acetat, so pozneje to vlogo prevzele v dvajsetem stoletju.
Tekoča topila
Zgodnje oblike pisanja s črnilom so sestavljali stabilizatorji, ki vsebujejo ostanke goriva v morda najbolj razširjenem tekočem topilu na planetu: vodi. Stoletja kasneje so proizvajalci začeli uporabljati druge kemikalije kot topila. Petrokemikalije, zgrajene večinoma iz ogljika in vodika, se še vedno uporabljajo v črnilih s kemičnimi svinčniki. Peresniki s klobučevino so odvisni od črnila, izdelanega iz alkohola kot topila. Vendar so nedavne omejitve uporabe spojin na osnovi ogljika v industriji povzročile, da so se proizvajalci vrnili k zamisli o črnilih na vodni osnovi.
Drugi dodatki
Raziskave so predlagale tudi druge dodatke, ki lahko izboljšajo osnovne lastnosti črnila. Gliceride, ki vsebujejo maščobne kisline in alkoholni glicerol, lahko dobimo iz rastlin in dodamo, da črnilo bolj gladko drsi po papirju. Kemikalije, ki uravnavajo pH črnila, na primer trietanolamin, preprečujejo, da bi črnilo postalo tako kislo ali jedko, da bi poškodovalo pisala. Nekateri dodatki celo neposredno koristijo proizvajalcem; glina, ki vsebuje silikate, uspešno deluje kot sestavina polnila v črnilu.