来源 | 上海科技馆（ID：sstm01）
普鲁士蓝发了条朋友圈
来源：作者自制
今天这篇推送的主角，就是这条朋友圈的发布者——普鲁士蓝（Prussian Blue）。
上了画布、成了救命药品、驱动了电池……这些完全“不搭嘎”的身份，它在300多年间无缝切换，无数“大佬”都争先拥护它。这到底是怎么做到的？
别急，我们从头捋。
# 展品超链接
看似普通的普鲁士蓝，藏着跨越艺术与科学的奇妙故事......
1F材料魔方展区
材料微观世界
历史第一条动态：
“翻车”现场
18世纪初的一天，柏林。涂料工人狄斯巴赫正在调配一种胭脂红染料，他把硫酸亚铁和碳酸钾倒进胭脂虫提取液里，等着红色沉淀出现。结果那天碳酸钾用完了，他找别人借了一些。
但他不知道，这批碳酸钾之前蒸馏过动物血液和骨头熬出来的动物油，早被“污染”了。等他把这批溶液倒进去，红色没出现，来的是一抹他这辈子没见过的蓝，深得像凝固的夜。
实验翻车现场
来源：豆包
第一种现代合成颜料，也通常被认为是人类发现的第一个配位化合物，就这样诞生于一场事故。普鲁士蓝的化学名叫“亚铁氰化铁”。微观上，它不是由一个个独立分子组成的，而是由氰根离子充当“桥梁”，一端连接二价铁（Fe²⁺），另一端连接三价铁（Fe³⁺），把铁离子不断串联起来，向三维空间延展开来，形成一副立体的网状骨架。
普鲁士蓝的三维面心立方晶格结构
（A Face-centered Cubic Structure）
来源：作者自制
普鲁士蓝之所以呈现出深蓝色，关键在于它的结构中同时存在二价铁和三价铁两种铁离子。光线照射时，电子会在氰根这座“桥梁”的帮助下，从二价铁转移到邻近的三价铁，这种现象叫作“价间电荷转移”。
这一过程会强烈吸收红—橙光区域的光，而没有被吸收的蓝光则更多地被反射和散射进入人眼，于是我们看到的，便是那种深沉浓郁的蓝色。
来源：wiki
获得这抹深沉颜色后，狄斯巴赫的老板立刻封锁配方，将其命名为“普鲁士蓝”推向市场。由于这种颜色色泽深、附着力强、还便宜，直接卖到脱销。普鲁士军队用它来染军服，画家们更是第一次用上了这么物美价廉的蓝。
看看你家有没有普鲁士蓝的存在？
来源：版权图库
翻车翻成传奇，这波不亏。
评论区炸了：
艺术家们集体来打卡
普鲁士蓝火起来之前，蓝色是颜料界的奢侈品。最好的蓝叫“群青”，从阿富汗青金石里磨出来的，价格堪比黄金。所以那时候蓝色基本只会用来画圣母玛利亚的长袍，不是不想用，是真用不起。
青金石 | 来源：版权图库
普鲁士蓝一来，局面直接改写。
浮世绘大师葛饰北斋在《神奈川冲浪里》中，用普鲁士蓝铺开吞噬小艇的巨浪，毕加索则用它渲染了“蓝色时期”的孤独与悲伤……同一种蓝，在不同的画笔下，承载着完全不同的情绪与命运。
《神奈川冲浪里》
来源：大都会艺术博物馆
《老吉他手》
来源：芝加哥艺术博物馆
普鲁士蓝还在建筑史和摄影史上留下了深刻的印记。
1842年，英国天文学家约翰·赫歇尔发现铁盐具有光敏性，发明了“蓝晒法”。其原理是：柠檬酸铁铵与铁氰化钾混合后，紫外线会使柠檬酸铁铵中的三价铁络合物还原为二价铁；随后，二价铁与铁氰化钾发生反应，生成不溶于水的普鲁士蓝。
也就是说，普鲁士蓝并不是蓝晒法中负责感光的物质，而是曝光后形成的蓝色产物。
操作时将混合制成的感光液涂布于纸面，覆盖待复制图纸后置于阳光下曝光，再经清水冲洗，曝光处固定为蓝色，未曝光处被洗去，即得到蓝底白线的“蓝图”。
建筑蓝图
来源：中国科学院西安光学精密机械研究所官网（左）
从此，建筑图纸被称为“蓝图”，蓝色也成了“计划”和“未来”的视觉隐喻。蓝晒法也成为最早的非银盐摄影工艺之一，开启了一个全新的影像时代。
被医生@了：
你的颜料，我的药
是的，你没看错！与普鲁士蓝具有相近核心结构的药用级不溶性普鲁士蓝，还是一种可用于铯、铊污染的解毒药物。（注意！！！临床使用的是经过严格质量控制的药用产品，美术颜料即使颜色相同，也不能代替药品服用。）
它的作用，可以简单理解为“把有害离子留在肠道里”。口服后，药用级普鲁士蓝会通过离子交换和吸附作用，结合铊离子（Tl⁺）或放射性铯离子（Cs⁺），减少它们被人体吸收；随后，这些有害离子会随着普鲁士蓝一起通过粪便排出体外[1]。
Radiogardase®药品实物图
来源：McGuff Medical
2003年，美国食品药品监督管理局（FDA）正式批准普鲁士蓝（商品名Radiogardase®）用于铊中毒和放射性铯内污染治疗[2]。国内临床研究也证实轻度铊中毒患者单独口服它就有效[1]。
2011年福岛核事故后，普鲁士蓝及其固定化复合吸附材料还被用于放射性铯去除研究，并开展了水体、灰渣和受污染环境的现场或中试验证。
救人的时候，它从不掉链子。
工程师默默收藏了：
颜料还能跨界做电池？
普鲁士蓝更炸的跨界，在能源领域。
现在全世界在热火朝天地研发钠离子电池用来替代锂电池，钠比锂便宜得多、储量也大得多。而普鲁士蓝的“近亲”——普鲁士蓝类似物PBAs（把部分铁换成锰、钴、镍等），正好是钠电池正极材料的种子选手[3]。它的晶体内部全是纳米级孔道，像块“分子海绵”，钠离子可以自由钻进去、钻出来，实现快速充放电。
更妙的是，普鲁士蓝还有个“变色”的本事，在充放电过程中，三价铁可以被可逆地还原为二价铁。这时，原本导致蓝色的电荷转移效应消失，蓝色褪去，变成“普鲁士白”[4]。
普鲁士蓝和普鲁士白
来源：ACEM Energy
这种价态的可逆切换，正是其存储和释放电荷的关键。低成本、高容量，且有望实现长寿命，简直是为储能而生的[5]。
2025年，中国科研团队在该领域取得了多项突破：东北大学团队通过在普鲁士白中引入镍离子抑制了导致电池衰减的Jahn-Teller效应，显著提高了循环多次后的容量保持率[6]。哈工大、浙大等团队通过调控氰基配位电子结构，实现了高可逆容量[7]。
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参考文献
[1] 赵骏秀,彭晓波,王春燕,等.普鲁士蓝或联合血液灌流治疗急性铊中毒的疗效分析[J].中华危重病急救医学,2018,30(7):695-698.
[2] 伍浩松.美国食品与药物管理局批准将普鲁士蓝用于铯或铊的辐射治疗[J].国外核新闻,2003,(10):24.
[3] 杨欢,李纯纯,和亮,等.普鲁士蓝类储钠正极材料的改性策略进展[J].材料工程,2025,53(7):42-56.
[4] Maeikien, R. , Niaura, G. , & Malinauskas, A. . (2011). Electrocatalytic reduction of hydrogen peroxide at prussian blue modified electrode: an in situ raman spectroelectrochemical study. Journal of electroanalytical chemistry, 660(1), 140-146.
[5] Clavelin, A., Fehse, M., Sougrati, M. T., Escudero, C., Stievano, L., López, G. A., Galceran, M., & Saurel, D. (2026). Mitigating structural deterioration via partial substitution with Fe in Mn-based Prussian white cathodes for Na-ion batteries. Journal of Materials Chemistry A, 14(12), 7150–7161. https://doi.org/10.1039/D5TA08040A
[6] Ren, Kang‐Rui, Chen, L. , Liu, Chao‐Zhi, Tian, Y. , Leng, Xin‐Yi, & Jiang, Ming‐Na, et al. (2025). Ligand field electronic state regulation of monoclinic prussian white toward highly stable sodium‐ion batteries. Advanced Materials, 37(38).
[7] Wang, Y., Yan, J., Xie, B., Meng, Y., Fu, C., et al. Tuning cyanide coordination electronic structure enables stable Prussian blue analogues for sodium-ion batteries. Nature Communications, 2025, 16: 10083. DOI: 10.1038/s41467-025-65062-x
作者 ：张伊宁，上海科技馆展教中心
策划&编辑：一星期、小鼹鼠
科学审核： 纪明华，中国科学院上海高等研究院 博士
来源 | 上海科技馆（ID：sstm01）
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