اخیرا استفاده از نانو رنگدانه‌های سرامیكی(Pigment) در دكور كاشی‌های سرامیكی (Inkjet Printing) رایج شده است در این مقاله مكانیزم رنگ‌زنی و عملكرد نانوپیگمنت‌های CoFe2O4,CoAl2O4,Au(TI,Cr,Sb)O2 با استفاده از XRD,DRS و كالریمتری بررسی شده است. اگرچه میكروپیگمنت‌های رایج مورد استفاده در صنعت سرامیك دارای شدت رنگ بالایی هستند می‌توان از نانوپیگمنت‌ها برخلاف اندازه بسیار كوچك‌شان (زیر 50 نانومتر) نیز شدت رنگ قابل قبولی گرفت. اما باید توجه داشت كه نانوپیگمنت‌ها دارای محدودیت‌های دمایی بوده و امكان استفاده دما بالا از آنها به دلیل رشد افراطی دانه‌ها وجود ندارد. 

مقدمه: 
نانوپیگمنت‌ها، مواد آلی یا غیرآلی با اندازه كمتر از 100 نانومتر هستند كه به‌طور شیمیایی غیر محلول بوده و از لحاظ فیزیكی نیز نسبت به پایه یا بایندرهای كه همراه آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد خنثی می‌باشد. امروزه یك رنج وسیع از مواد با اندازه دانه 100تا200 نانومتر در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌طور مثال پیگمنت‌های بر پایه میكا با سایز دانه 20 نانومتر با اثر پیرلسنت در صنایع لوازم‌آرایشی، پلاستیك، پوشش‌ها و اتومبیل استفاده می‌شود. كاربرد دیگر نانوپیگمنت‌ها، یك نوع جدید صفحه فسفری است كه در تیوب‌های كاتدیك تلویزیون‌ها قرار داده شده و از نانو پیگمنت‌ها برای بهبود كنتراست و رنگ زمینه استفاده می‌كند. 
استفاده از نانو ذرات می‌تواند عملكرد پیگمنت‌ها را بهبود بخشد. به‌طور مثال در پوشش‌های آلی، نانوپیگمنت‌ها می‌توانند خواص مكانیكی و اصطكاكی مانند سختی، كرنش شكست، مقاومت كششی و مقاومت سایشی را با حفظ تافنس بهبود بخشند. خصوصیت دیگر نانوذرات، كوچك‌تر بودن آن نسبت به طول موج طیف مرئی است كه سبب عدم پراش و بازتاب در محدوده نور مرئی شده و در نتیجه می‌توان نانوكامپوزیت ترانسپارنت ایجاد كرد. این امر امكان تولید پوشش‌های ترانسپارنت با مقاومت بالا را می‌دهد. اما باید توجه داشت كه پودرها با اندازه دانه كوچك دارای سطح ویژه زیادی هستند و در نتیجه احتمال ایجاد آگلومره بسیار زیاد می‌شود. اما این امر در مورد پیگمنت‌های سرامیكی سبب ایجاد یك بازار مصرف زیاد شده است زیرا به دلیل سطح مخصوص زیاد، پوشش سطحی آنها زیاد بوده و با توجه به نقاط بازتابش فراوان، بازتابش را افزایش می‌دهد. 
علاوه‌بر آن استفاده از این ذرات ریز در فرمولاسیون خمیر چاپ، توزیع یكنواخت و هموژن همراه با بایندرها را نتیجه می‌دهد كه سبب افزایش استحكام مكانیكی این خمیر چاپ‌ها بعد از خشك‌شدن می‌شود. بعد از مخلوط شدن یكنواخت، پیگمنت‌های نانو سایز اثرات بهتری را در عملیات سایش و پولیش از خود نشان می‌دهند. 
این مقاله دكورهای سرامیكی با استفاده از نانوذرات به خصوص در كاشی‌های پرسلانی را مورد بررسی قرار می‌دهد. این پیگمنت‌ها، افكت لوستر و هنری به لعاب می‌دهد. بررسی‌های اخیر درمورد لوستر‌های مدرن نشان می‌دهد كه این پیگمنت‌ها توسط نانوكریستال‌های مس و نقره شكل می‌گیرد. هم‌چنین احتمال ایجاد آن توسط یك لایه نازك اكسید‌تیتانیوم برروی یك پایه ترانسپارنت مانند مسكویت به جای یك سطح پیرلسنت وجود دارد. 
یكی از مهم‌ترین روش‌های دكورزنی در سرامیك استفاده از روتوكالرها است كه استفاده از نانوپیگمنت‌ها می‌تواند مشكلات ناشی از استفاده میكروپیگمنت‌ها مانند بسته شدن نازل‌ها و توزیع غیر‌یكنواخت را كاهش‌دهد. علاوه‌بر آن كیفیت تصویری بهتری با استفاده از این پیگمنت‌ها می‌تواند ارائه شود. پیگمنت‌های سرامیكی رایج با رنج اندازه بین 10-1 میكرومتر می‌باشد. اما نانوپیگمنت‌های سرامیكی با رنج دانه 10 تا80 نانومتر اكنون مورد بررسی قرار گرفته‌اند و شدت رنگ خوبی در یك رنج گسترده در دمای پخت می‌دهد. 

كارهای تجربی 
چهار نوع سوسپانسیون نانوپیگمنت برای چاپ توسط روتوكالر با رنگ‌های زرد، مشكی، ارغوانی و فیروزه‌ای تهیه شد. این سوسپانسیون‌ها (جوهرهای نانوسایز) به صورت اكسیدهای سرامیكی یا فلزات سنتز شده در یك حلال آلی تهیه می‌شود. آنالیز این پیگمنت‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی SEM-FEG و (STEM (Transmission Electron Microscopy Supra40 و یا با استفاده از سیستم (DLS(Dynamic Light Scattering و Instrument.Malven UK و بررسی تركیب فازی با استفاده از پراش اشعه ایكس دما بالا (Xpert Pro, panalyticalAlmelo,The Netherland) انجام شد، تمامی جوهرهای نانوسایز به صورت تست drop 0.05 تا 0.1 (میلی‌گرم/سانتی‌متر مربع) بر روی بدنه‌های خام سرامیكی و با كنترل میزان نفوذ برای رسیدن به میزان تجمع واقعی پیگمنت‌ها اعمال می‌شود. پوشش‌های شیشه‌ای تجاری (F1,F2,F3,4) و لعاب‌های (S1,S2,S3) و یك بدنه پرسلانی استون‌ور با خواص شیمیایی و فیزیكی متفاوت انتخاب می‌شوند. این نمونه‌ها در یك كوره الكتریكی با سیكل سریع (60MIN- Cold To Cold) در دمای حداكثر با رنج 800 تا1200 درجه سانتیگراد پخت می‌شود. نمونه‌های پخته شده توسط پراش اشعه ایكس برای بررسی تغییر فاز و اندازه دانه‌ها مورد مطالعه قرار می‌گیرد و سپس اندازه دانه‌ها با استفاده از معادله Scherrers محاسبه می‌شود. 
طیف جذبی نوری نمونه‌های پخته شده در رنج (300 تا 1100 نانومتر VV-VISIBLE-NIR با اسپكتروسكوپی بازتابشی نفوذی (DRS,λ35,Perkin Elmer,Wellesley,USA)ثبت شد. بازتابش (∞R) با استفاده از معادله Kubelka-Munk به جذب (k/S) تبدیل می‌شود: 
k/S= 2(1-R∞).(2R∞)-1 
پارامترهای CIE lab از طریق اندازه‌گیری‌های انجام شده توسط یك اسپكتروفتومتر پرتابل با 65=D و زاویه جذب استاندارد10 درجه (MSXP400 Hunterlab Miniscan, white glazed tile refrence 31.5=x ,33.3=y) انجام گرفت. 
برای مقایسه رنگزنی نانوپیگمنت‌ها با پیگمنت‌های معمولی، چهار پیگمنت كه در مقیاس میكرومتریك زرد مشكی ارغوانی و فیروزه‌ای هستند با لعاب S1 و پوشش شیشه‌ای F1 مخلوط می‌شود. باید دقت شود كه میزان پیگمنت‌ها در همه یكسان باشد. این نمونه‌ها در كوره الكتریكی پخت شده و تحت آنالیز با دستگاه‌های كالریمتری، XRD,UV-VISIBLE-NIR قرار می‌گیرند. 

نتایج و بحث 
نانوپیگمنت‌های ارغوانی 
طیف‌های قرمز توسط نانوذرات فلز طلا ایجاد می‌شود. در حقیقت ذرات نانوفلزات مانند طلا، نقره و مس دارای جذب زیاد بوده و نور مرئی را پراكنده ساخته و شدت رنگ را زیاد می‌كنند. این خاصیت منحصربه‌فرد به دلیل نوسان‌های تجمعی الكترون‌های هادی كه به نام سطح پلاسما شناخته می‌شوند، می‌باشد. رزونانس این الكترون‌ها سبب ایجاد یك جذب پهن در طیف نور مرئی می‌شود. 
انرژی و شكل باند پلاسما براساس سایز و مورفولوژی نانوذرات تغییر می‌كند و می‌تواند براساس رزونانس انرژی و پهنای باند تخمین زده شود. طیف بازتابشی نفوذی سرامیك‌های رنگ شده با پیگمنت‌های نانوطلا، یك باند پلاسمایی را نشان می‌دهد كه از خصوصیات ذرات كروی است و دارای انرژی ثابت (1-Cm 19000 یا 1- ev 2.3)