Evidentemente las propiedades de los materiales o sustancias usadas por los pueblos primitivos fueron determinantes en la selección y uso que de ellos se hizo. Por ello se consideran en primer lugar aquellos casos en donde la utilización de los materiales se efectúa en forma directa. Es decir, que se empleaban tal como se los encontraba en la naturaleza. Asimismo existe evidencia que los primeros hombres usaron diversas sustancias y que, seguramente, en su afán de producir materiales cada vez más aptos para satisfacer sus necesidades primarias realizaron mezclas y que desde las coloraciones accidentales a las coloraciones deliberadas hubo un corto plazo.
Es así que, cuando Cayo Plinio Segundo, conocido también como Plinio el Joven, (23-79 d.C) toma conocimiento de la fabricación del vidrio en uno de sus relatos menciona que se hace con soda (nitro, KNO3), arena y magnes, refiriéndose a este último como el que “desde el cual se produce la atracción del líquido de vidrio con el hierro”. Esta caracterización del llamado magnes, permite anticipar que a dicho material se le atribuían propiedades magnéticas. Esta es tal vez la misma sustancia a la que Sócrates (469-399 a.C) hace referencia en la Iliada en uno de sus diálogos con Ión. “Yo lo veo, Ión y estoy dispuesto a darte a conocer que es lo que esto significa, a mi modo de ver. Este don de hablar bien sobre Homero es, en ti, no un arte, como ya te decía hace un rato, sino una fuerza divina. Ella es la que te impulsa y pone en movimiento, como ocurre con la piedra que Eurípides denominó magnética, y que comúnmente se llama Heraclea. Esta piedra no solamente atrae los anillos de hierro, quedando en ellos mismos su acción, Sino que comunica a los anillos una fuerza que les da el mismo poder que tiene la piedra, el de atraer otros anillos, de manera que a veces se ve una larga cadena de anillos de hierro colgados unos de otros de esta manera. Y la fuerza de todos depende de aquella piedra ...”. También Theophrastus parece haber conocido esta sustancia a la cual menciona en una pasaje de sus escritos: “el electrón también es una roca, proviene de la tierra de Liguria y tiene cierto poder de atracción, es que esta roca atrae al hierro. Sin duda, tanto Plinio, como Sócrates y Theophrastus hacen referencia a la propiedad magnética de una sustancia que llamaron de distinta manera, pero que sin duda era la magnetita en los tres casos. En la actualidad conocemos que la magnetita cuya fórmula molecular es Fe3O4, es llamada comúnmente piedra imán y se corresponde con un óxido magnético de hierro.
La densidad es otra propiedad a la que también se menciona en algunos escritos a ella también hace referencia Homero en su Iliada, (cuando Zeus envía a Iris a Tetis), diciendo: “se sumergió en el fondo como un plomo que cae sujeto al extremo del cuerno de un buey campestre”. Es indudable que ya en esas épocas se reconocía en el plomo el valor de su densidad, de ahí uno de los usos que se le daba aprovechando precisamente el hecho de ser un metal más denso que el agua, hecho que predomina aún en los tiempos actuales.
Los metales, dada su gran plasticidad empezaron a ser trabajados y convertidos en objetos metálicos de distintas formas. Esto se pone de manifiesto en objetos encontrados, tales como “dagas de pedernal con mangos dorados (de oro), extraídas en excavaciones efectuadas en Egipto”. Es de suponer, por los hallazgos mencionados, que los artesanos trabajaron el oro y otros metales aprovechando las propiedades de los mismos, tales como su maleabilidad, ductilidad, dureza, y brillo.
Si tenemos en cuenta que el oro es un metal amarillo brillante cuando se ve en masas con luz reflejada, es fácil intuir que era lo que lo hacía, a los ojos de los antiguos, un metal usado y buscado por ellos.
El color, otra propiedad de algunas sustancias, fue usada por los griegos, egipcios y romanos, quienes emplearon pigmentos coloreados para diversas utilidades. Según Dioscorides y Plinio el metal antimonio, que fue en realidad reconocido en la antigüedad a través del mineral estibinita o sulfuro de antimonio (Sb2S3) llamado “stimmi o stibium fue conocido y usado durante mucho tiempo por las mujeres orientales como medicina, y como artículo de tocador para oscurecer las cejas”, lo que delata el conocimiento de las propiedades de este metal y además la posibilidad que haya sido pulverizado para usarlo con fines cosméticos. Mellor sostiene que se hace mención a esto, en un párrafo del Antiguo Testamento, donde dice: ”...Cuando se enteró Jezabel, se pintó los ojos, se arreglo el cabello...”. En otro fragmento dice:”...Así llegaron aquellos para los que tú te bañaste, te pintaste los ojos...”. Lo que revela que es muy antiguo su uso y por lo tanto el conocimiento de sus propiedades. Minerales coloreados tales como el verde de malaquita CuCO3.Cu(OH)2, el claro azul turquesa 2CuCO3.Cu(OH)2 y el lapislázuli, azul oscuro, se usaron y se mezclaron. Entre 20 y 30 a.C. la gente encontró que: “podía usar estos minerales de gran potencia como pigmentos, solos o mezclados con agua o aceite”. En este pasaje se advierte una de las primeras manifestaciones que se conoce con respecto a las mezclas empleadas. Los pigmentos resultados de estas mezclas, se usaron para pintar cavernas tales como las que existen en España, Francia y el Norte de Africa. Con este mismo propósito se aplicó para la decoración externa e interna de edificios aprovechando especialmente la durabilidad. Es así que, paredes de tumbas, templos y otras estructuras se pintaban para protegerlos de la exposición al clima. Los análisis químicos posteriores muestran que el color estaba presente en dichas intenciones, así por ejemplo, para obtener color negro se recurría a carbón de leña o negro animal; para grises, piedra caliza mezclada con carbón de leña, entre otros. En el caso del color negro, en un escrito de Vitruvius se hace la siguiente referencia:”...El hollín se pega a la pared y la curva abovedada. Esto se junta de ahí y algo de esto es mezclado y trabajado con goma para usarlo en la tinta para escribir mientras que el resto se mezcla con pegamentos y se usa en paredes, para los pintores de fresco”. Desde estas expresiones se reconoce el interés por producir hollín con la intención de determinadas aplicaciones prácticas; éstas, sin duda alguna están directamente relacionadas con las propiedades de dichas sustancias ya que es conocido el estado de agregación del mismo es sólido, lo que facilitaba su uso sumado a lo cual su aspecto pulvurulento y la untuosidad que le es propia permitía el logro de los fines que se buscaban.
La materia coloreada de rojo se identificó comúnmente con un fluido corporal: “En efecto esto último es el único color en pintura que da representación propia de la sangre”. Por lo general fue una coloración atribuida a tres sustancias químicas cuyas propiedades inmediatas, sobre todo el color y la apariencia física, eran semejantes: el cinabrio, la hematita y el minio. Este hecho indudablemente debió haber originado alguna confusión. Esto se muestra en ciertas expresiones de Plinio quien describiendo a la rúbrica dice: “Los griegos llaman a esto tierra roja de Miltos, y dan al minio el nombre de cinabrio, y por eso el error causado por los dos significados de la misma palabra, siendo el primero el nombre correcto dado a la materia espesa la cual proviene del dragón cuando se aplasta bajo el peso del elefante...”. Tomando como referencia a Mellor puede reconocerse que la “tierra roja de Miltos” se corresponde con la hematita, Fe2O3 lo que permite inferir que a lo que Plinio hace referencia es a esta sustancia y no a lo que hoy conocemos como cinabrio y como minio. Si además se considera etimológicamente el término hematita, el mismo proviene del griego haima , que significa sangre, en alusión a su color.
Una nueva propiedad a ser considerada y que aparece señalada en más de una oportunidad en escritos antiguos es aquella que se relaciona con una característica específica que presentan algunas sustancias, cualquiera fuere su naturaleza, que es la de ser tóxicas. En este sentido se puede hacer mención nuevamente a la confusión anteriormente señalada entre cinabrio, minio y hematita; Plinio es quien nos deja advertir esta circunstancia cuando expresa: “Este cinabrio, también es extremadamente útil en antídotos y medicamentos diversos pero por Hércules, nuestros doctores, como el minio (nuestra hematita) tiene también el nombre de cinabrio, lo usan como un sustituto para lo otro y por lo tanto usan un veneno tóxico”. En función de lo antes citado, y desde las propiedades de ambas sustancias, no es difícil reafirmar que el minio de Plinio era hematita. Indudablemente la falta de conocimiento de la estructura intima de las sustancias materiales impedía, a veces aplicaciones útiles.
La naturaleza peligrosa de algunas sustancias no se redujo sólo al cinabrio, y en este sentido, resulta interesante la descripción hecha por Vitruvius, de un método de reconocimiento de la peligrosidad del dióxido de carbono: “Corrientes de aire, las cuales surgen en un estado embarazoso a través de fisuras porosas a los lugares donde huecos están siendo cavados y encontrando hombres ocupados en excavar ahí, ciega el aire de la vida de sus narices por la fuerza natural de la exhalación. Así aquellos quienes no escapan rápidamente del lugar son muertos ahí. Para protegerse contra esto, debemos proceder de esta forma: bajar una lámpara encendida, y si esto continúa quemando, un hombre puede realizar el descenso sin peligro. Pero si la luz se apaga por la fuerza de la exhalación, luego el aire extraído se mueve cerca de la fisura a la derecha e izquierda. De esta forma, el vapor será llevado por las flechas de aire a través de las narices”. En esta descripción se advierte que los artesanos tenían ciertas precauciones en el trabajo con dióxido de carbono. Como sabemos, el dióxido de carbono en muchos lugares brota del suelo como gas por fisuras que existen en ciertos terrenos, que es a lo que hace referencia Vitruvius; al provocar sofocación, este gas produce la muerte, cosa que también se pone de manifiesto en el escrito. Ahora bien, nótese la importancia de la explicación referida a la lámpara, en este caso se hace referencia a la propiedad del dióxido de carbono de extinguir la llama. Es decir, se intuía que mientras la llama se extinguía, debido al descenso de la concentración de oxígeno y por consiguiente a la mayor concentración de dióxido de carbono, el peligro persistía; pero si la llama seguía prendida, el dióxido de carbono ya no estaba en exceso y por consiguiente desaparecía el peligro de muerte. Debido a que el dióxido de carbono es una sustancia gaseosa, incolora y su olor y sabor tenue es difícil detectar su presencia; por ello como un mecanismo de supervivencia, ya presente en los primeros hombres, es que se origina en este caso un método de reconocimiento, que otra vez requiere tener en cuenta el estado físico de la sustancia que se producía.
Si seguimos avanzando en la consideración de características que justificaban el uso de las sustancias, el olor -aroma- también se hace presente en relación con atributos cosméticos. Es así que, desde épocas tempranas se obtuvieron perfumes y jabones; asimismo los aceites utilizados en este sentido fueron numerosos. El benoil, balano, fue considerado como el mejor porque no poseía olor y por su calidad extractiva superior. El aceite de oliva, el aceite de sésamo y el aceite de raíces amargas también fueron usados en muchas oportunidades, alguna de estas son familiares como la casia, la rosa, la lila, el iris, el tomillo entre otros. Entonces esta propiedad aparece vinculada no sólo por estar presente sino también por ausencia. Plinio fue evidentemente quien directa o indirectamente consideró el tema a partir de Theophrastus y trató extensivamente en su tiempo acerca de los ungüentos y sus usos. Al respecto Plinio dijo: ”Un ungüento real, denominado así porque fue compuesto para los reyes de Partia (Irán), es de nardo, mirra, aceite de oliva, rosa lila, iris, tomillo, miel, vino, entre otros. De ellos, ninguno de los ingredientes en el compuesto se produce ni en Italia, o en efecto en toda Europa, con la excepción del iris, el cual crece en Illyricum, y el nardo el cual se encuentra en Gaul; en cuanto a la rosa, el vino, las hojas de mirra y aceite de oliva, ellos son poseídos por casi todos los países en común”. Encontramos aquí una enumeración de sustancias de las cuales se extraían los aceites para fabricar las mezclas que resultarían en algún ungüento, nótese que en todos los casos se trata más bien de sustancias que además de desprender aromas agradables son de cultivo común por lo que posiblemente fueron escogidas; y éstas actualmente se siguen empleando en la elaboración de emulsiones, cremas, perfumes, etc.