Sensibilizarea materialelor fotografice - o creștere a fotosensibilității lor generale și extinderea zonei de sensibilitate spectrală dincolo de naturalul pentru halogenuri de argint [1] . Emulsiile fotografice cu bromură de argint și gelatină cu iod de argint fără sensibilizare sunt sensibile numai în zona albastru-violet a radiațiilor vizibile și la razele ultraviolete . Emulsiile de clorură de argint sunt practic insensibile la radiațiile vizibile, reacționând doar la radiațiile ultraviolete. Cu ajutorul sensibilizării, este posibil să se obțină sensibilitatea lor uniformă la întregul spectru vizibil și chiar la radiația infraroșie cu undă lungă .
În unele cazuri, termenul de „sensibilizare” este folosit în legătură cu tehnologia de fabricație a unor materiale fotografice, denotă stadiul în care o componentă insensibilă la lumină devine fotosensibilă. Acest lucru se aplică și proceselor fotografice fără argint, cum ar fi cianotipul , imprimarea foto cu gumă arabică și altele.
Există sensibilizări chimice și optice.
Sensibilizarea chimică crește fotosensibilitatea naturală a microcristalelor de halogenură de argint, ducând la o creștere a fotosensibilității generale a materialului fotografic [2] , practic fără modificare a sensibilității sale spectrale. Sensibilizarea chimică utilizată în producția industrială de materiale fotografice, de regulă, se referă la unul dintre cele trei tipuri principale și la diferitele lor combinații [3] :
De asemenea, sensibilizarea chimică include o serie de alte metode experimentale și rar utilizate: utilizarea sărurilor metalelor grele, altele decât aurul; introducerea acceptoarelor de halogen și dopajul ionilor de impurități prin bombardarea unei emulsii fotografice la acceleratori [3] .
Procesul de sensibilizare chimică în emulsificarea industrială presupune utilizarea gelatinei inerte pentru a evita sensibilizarea accidentală necontrolată de către substanțele conținute în gelatină. În unele cazuri, se realizează pur și simplu prin adăugarea unui sensibilizator chimic, dar mai des acest proces este combinat cu încălzirea emulsiei, numită a doua maturare (chimică). Cantitățile de sensibilizator chimic adăugate trebuie controlate cu atenție, deoarece depășirea lor, supraîncălzirea emulsiei sau un timp prea lung de maturare chimică nu va crește sensibilitatea, dar o va reduce și va crește foarte mult vălul. Cantitatea optimă de sensibilizant este de aproximativ 2,10 -5 moli per 1 mol de halogenură de argint. Ca urmare a sensibilizării chimice, fotosensibilitatea emulsiei crește de câteva ori [4] [5] .
Sensibilizarea optică sau sensibilizarea spectrală , pe lângă faptul că oferă emulsiei fotografice o fotosensibilitate suplimentară, modifică fotosensibilitatea spectrală [6] . În acest caz, materialul fotografic devine sensibil la acele părți ale spectrului electromagnetic care nu au un efect fotochimic asupra halogenurei de argint nesensibilizate și nu conduc la formarea unei imagini latente .
În timpul sensibilizării optice, în emulsie sunt introduși așa-numiți sensibilizatori optici în timpul preparării acesteia, care sunt coloranți organici cu o formulă chimică complexă [1] și au benzi de absorbție în partea cu lungime de undă lungă a spectrului în care halogenurile de argint nu absorb. . Acești coloranți sunt adsorbiți pe suprafața microcristalelor de halogenură de argint sub forma unui strat monomolecular .
Esența sensibilizării optice constă în faptul că cuante de lumină care nu sunt absorbite direct de microcristalele de halogenură de argint sunt absorbite de colorant în timpul expunerii și, în același timp, energia moleculelor de colorant fotoexcitate este transferată la cristalele de halogenură de argint - un electron din o moleculă de colorant excitată restabilește ionul de argint Ag + din rețeaua cristalină de halogenură de argint la atomul de argint, formând astfel o imagine latentă în cristal [7] . În acest proces, molecula de colorant este la rândul său oxidată la halogenura corespunzătoare.
Sensibilizarea optică duce nu numai la o extindere a intervalului de sensibilitate spectrală către lungimi de undă mai mari, ci și la o creștere a fotosensibilității generale a materialului fotografic. Deci, pentru materialele fotografice izocromatice sensibilizate la lumină cu o lungime de undă de până la 650 nanometri , creșterea fotosensibilității totale este de 32% în lumina zilei și de 65% în lumina artificială cu lămpi incandescente [8] . Pentru a conferi o fotosensibilitate uniformă în diferite părți ale spectrului, mai mulți sensibilizatori optici diferiți cu maxime de absorbție spectrală diferite pot fi adăugați la emulsie [9] .
Datarea precisă a descoperirii sensibilizării chimice este dificilă, deoarece munca timpurie în această direcție nu conține detalii cheie importante pentru înțelegerea procesului care se desfășoară. În 1864 au fost publicate date că substanțele care absorb iodul liber dau o sensibilitate suplimentară la iodură de argint, unele lucrări ulterioare descriu creșterea sensibilității plăcilor fotografice prin tratarea lor într-un decoct de semințe de muștar, dar nu se știe dacă gelatina a fost folosită. pentru a face aceste farfurii. Procesul de maturare chimică pare să fie cunoscut încă din 1878, când lucrările descriau creșterea sensibilității emulsiilor fotografice cu gelatină peptizată, întrucât descrierea procesului include încălzirea emulsiei [3] .
Sensibilizarea aurului este tratarea halogenurilor de argint în fabricarea materialelor fotografice cu săruri ale metalelor nobile, nu neapărat săruri de aur, în ciuda denumirii procesului. Se folosesc săruri de platină, iridiu și aur. Ca săruri de aur se folosesc tiocianați , ditiocianaurați sau sulfiți [10] .
Sensibilizarea aurului a fost descoperită în 1936 de un angajat al Agfa [10] R. Kozlovsky, dar informații despre aceasta nu au fost publicate în literatura deschisă de mult timp [11] .
Sensibilitatea naturală a halogenurilor de argint este limitată la regiunile albastre, violete și ultraviolete ale radiației optice . Prin urmare, toate procesele fotografice timpurii au distorsionat distribuția luminozității obiectelor colorate, care este familiară percepției vizuale directe. Obiectele galbene și roșii apăreau negre în imagine, în timp ce obiectele albastre ieșeau adesea aproape albe fără niciun detaliu. În fotografia de peisaj și de arhitectură, acest lucru a făcut aproape imposibilă afișarea corectă a cerului și a norilor [12] . Imaginea unei fețe umane s-a dovedit, de asemenea, a fi condiționată: buzele roz au ieșit prea închise, iar ochii albaștri aproape albi. În fotografie, acest lucru a fost suportat cel mai adesea, iar în cinema s-a folosit machiaj special , de exemplu, ruj albastru [13] . Cu toate acestea, sensibilitatea spectrală îngustă a materialelor fotografice a căpătat o importanță fundamentală atunci când se încearcă obținerea de fotografii și filme color [14] . Dificultățile de înregistrare a culorilor verde și roșu au făcut imposibilă separarea completă a culorilor . Sensibilitatea uniformă la lumină cu lungimi de undă diferite a fost, de asemenea, necesară în fotografia științifică, în special în domenii precum spectrografia și astrofotografie . Prin urmare, descoperirea în 1873 de către chimistul german Hermann Vogel a fenomenului de sensibilizare optică a reprezentat o descoperire uriașă, asigurând dezvoltarea în continuare a fotografiei [15] .
Primele plăci fotografice cu colodion uscat sensibilizate la lumina verde cu eozină au fost create în 1875 de chimistul Waterhouse. În 1884, un grad similar de sensibilizare, numit ortocromatic , a fost atins de Joseph Eder folosind eritrozina pe emulsii fotografice de gelatină-argint [16] . Acest tip de materiale fotografice este sensibil la radiații cu o lungime de undă de până la 590 nanometri [6] . Cu toate acestea, lumina roșie este inactivă pentru ei . Întregul spectru vizibil a devenit disponibil pentru înregistrare abia după descoperirea sensibilizatorului de pinacianol de către Benno Homolka în 1906 [17] . Progresele suplimentare către partea cu lungime de undă lungă a radiației optice sunt asociate cu dezvoltarea fotografiei aeriene , care a atins apogeul în Primul Război Mondial . Radiația infraroșie este slab absorbită și împrăștiată de praful și ceața atmosferei, permițând fotografierea de la altitudini mari fără pierderea contrastului și a detaliilor [18] . În 1919, criptocianina a fost sintetizată în laboratoarele de la Eastman Kodak , ceea ce a făcut posibilă înregistrarea radiației în infraroșu apropiat cu o lungime de undă de până la 800 de nanometri. După 6 ani, cu ajutorul neocianinei, această limită a fost împinsă înapoi la 1000 de nanometri [19] .
Apariția materialelor fotografice pancromatice în primul deceniu al secolului al XX-lea nu a condus la o înlocuire rapidă a materialelor fotografice ortocromatice, deoarece acestea din urmă erau mai ieftine și făceau posibil controlul vizual al procesului de dezvoltare sub iluminare roșie non-actinică [20] . Cu toate acestea, până la începutul anilor 1930 în fotografie și cinema, marea majoritate a filmărilor se făceau deja pe grade pancromatice de filme negative . Cu toate acestea, materialele fotografice pozitive , inclusiv hârtia fotografică , au rămas nesensibilizate, deoarece acest lucru a facilitat procesarea lor în laborator fără a afecta reproducerea tonului. Unele materiale fotografice specializate, cum ar fi filmele fotografice , au rămas ortocromatice, ceea ce este mai convenabil atunci când sunt expuse la lămpi incandescente cu o cantitate mică de lumină albastră în radiație. În același timp, pot fi prelucrate sub iluminare roșu închis non-actinic. Capacitatea de a sensibiliza emulsia fotografică la radiațiile de diferite culori a făcut posibilă implementarea tehnologiilor de fotografie color și cinematografie color . Straturile sensibile la zone ale materialelor fotografice multistrat colorate înregistrează diferite părți ale spectrului, realizând așa-numita separare internă a culorilor.
Gradul de sensibilizare a materialului fotografic afectează sensibilitatea acestuia la culoare, pentru denumirile diferitelor tipuri ale căror termeni sunt general acceptați. Următoarele tipuri de materiale fotografice alb-negru sunt cele mai utilizate pe scară largă:
Materialele fotografice color constau din mai multe emulsii fotografice sensibilizate la diferite părți ale spectrului vizibil. Cel mai adesea, stratul superior este nesensibilizat și percepe razele albastre. Stratul de filtru galben de sub emulsia superioară blochează lumina albastră, care este sensibilă la straturile ortocromatice medii și pancromatice inferioare. Astfel, se realizează sensibilitatea selectivă a celor trei straturi de emulsie la regiunile spectrale corespunzătoare culorilor primare . Ca rezultat al separării culorilor prin sensibilizare spectrală diferită în straturi diferite, se obțin trei imagini parțiale [25] .
O reducere a sensibilității la lumină a materialului fotografic, utilizată în mod obișnuit pentru a preveni aburirea de la iluminarea de laborator în timpul procesării. Pentru aceasta, tratamentul se efectuează într-o soluție dintr-o substanță specială - un desensibilizant . Desensibilizatorii pot fi chimici, reducând fotosensibilitatea generală, și desensibilizatorii coloranților, scăzând sensibilitatea suplimentară a culorii dobândită în timpul sensibilizării optice [26] .
Prelucrarea materialului fotosensibil înainte de expunere, modificarea proprietăților stratului fotografic în direcția îmbunătățirii condițiilor de formare a unei imagini latente în timpul fotografierii [26] . Cele mai utilizate metode de hipersensibilizare, care constau în scăldarea fotostratului într-o soluție de azotat de argint și păstrarea în atmosferă de hidrogen [27] . Caracteristicile hipersensibilității:
Aceste proprietăți de bază limitează aplicarea hipersensibilizării. Pentru o lungă perioadă de timp, hipersensibilizarea a fost utilizată pe scară largă pentru a crește sensibilitatea filmelor în infraroșu. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea elementelor electronice fotosensibile, s-au obținut rezultate mai bune în această regiune a spectrului.