Gli strumenti gemelli di penna e inchiostro sono in uso dal 2500 aC circa, quando le società cinesi ed egiziane svilupparono autonomamente l'inchiostro per scrivere. Oggi, l'inchiostro a penna è prodotto seguendo una formula simile ora come allora: una sostanza ricca di colore è sospesa con stabilizzanti in un liquido che una penna può spingere attraverso la carta. Innovazioni in chimica da quando hanno aggiunto varietà alla composizione chimica dell'inchiostro.

TL; DR (troppo lungo, non letto)

L'ingrediente più evidente dell'inchiostro a penna è la tintura o il pigmento, ma contiene anche polimeri, stabilizzanti e acqua per favorire il corretto scorrimento dell'inchiostro.

Coloranti e pigmenti

Il colore di un inchiostro deriva da un colorante che può dissolversi in acqua o da un pigmento, che è insolubile in acqua . L'eosina colorante conferisce all'inchiostro rosso il suo colore e si ottiene aggiungendo l'elemento bromo a un composto fluorescente. Gli inchiostri che impiegano pigmenti includono inchiostro bianco (che contiene ossido di titanio) e inchiostro metallico oro (che, a sorpresa, utilizza una lega di rame-zinco.) Il nero di carbonio, un pigmento derivato dal carbone e dall'olio, è una parte essenziale dell'inchiostro nero a penna .

Polimeri stabilizzanti

Gli inchiostri possono coagularsi quando le loro particelle di colorante o pigmento si raggruppano. Gli stabilizzanti prevengono la coagulazione aderendo alle molecole e spostandole l'una verso l'altra, dando all'inchiostro un flusso più fluido. Polimeri, grandi molecole costituite da catene di unità ripetitive di base, sono eccellenti stabilizzanti. In passato, la resina vegetale e l'albumina d'uovo servivano tra le fonti di polimeri stabilizzanti. Creazioni da laboratorio come il polivinilcloruro e il polivinilacetato in seguito hanno riempito questo ruolo nel XX secolo.

Solventi liquidi

Le prime forme di inchiostro da scrittura erano costituite da stabilizzatori che contenevano residui di combustibile nel forse il più abbondante solvente liquido del pianeta : acqua. Secoli dopo, i produttori iniziarono ad impiegare altre sostanze chimiche come solventi. I prodotti petrolchimici, costruiti principalmente con carbone e idrogeno, continuano ad essere utilizzati negli inchiostri con penna a sfera. Le penne a punta di feltro dipendono dall'inchiostro fatto con alcool come solvente. Tuttavia, le recenti restrizioni sull'uso di composti a base di carbonio nell'industria hanno indotto i produttori a tornare all'idea di inchiostri a base d'acqua.

Altri additivi

La ricerca ha anche suggerito altri additivi che possono migliorare le qualità di base dell'inchiostro. I gliceridi, che contengono gli acidi grassi e il glicerolo alcolico, possono essere ottenuti dalle piante e aggiunti per rendere più fluido l'inchiostro sulla carta. I prodotti chimici che regolano il pH dell'inchiostro, come la trietanolamina, impediscono che l'inchiostro diventi così acido o caustico da danneggiare le penne. Alcuni additivi avvantaggiano direttamente i produttori; l'argilla, che contiene silicati, funziona con successo come ingrediente "riempitivo" nell'inchiostro a penna.