Fényképészeti anyagok érzékenyítése - általános fényérzékenységük növekedése és a spektrális érzékenységi zóna kiterjesztése a természetes ezüsthalogenideknél [ 1] . Az érzékenyítés nélküli ezüst-bromid és ezüst-jód zselatin fényképészeti emulziók csak a látható sugárzás kék-ibolya zónájában és az ultraibolya sugárzásra érzékenyek . Az ezüst-klorid emulziók gyakorlatilag érzéketlenek a látható sugárzásra, csak az ultraibolya sugárzásra reagálnak. A szenzibilizáció segítségével egyenletes érzékenységük érhető el a teljes látható spektrumra, sőt a hosszú hullámú infravörös sugárzásra is .
Egyes esetekben az "érzékenyítés" kifejezést egyes fényképészeti anyagok gyártási technológiájával kapcsolatban használják, jelezve azt a szakaszt, amikor a fényre érzéketlen komponens fényérzékenysé válik. Ez vonatkozik a nem ezüst fényképészeti eljárásokra is, mint például a cianotípia , gumiarábikum fotónyomtatás és mások.
Létezik kémiai és optikai szenzibilizáció.
A kémiai érzékenyítés növeli az ezüsthalogenid mikrokristályok természetes fényérzékenységét, ami a fényképészeti anyag általános fényérzékenységének növekedéséhez vezet [2] , a spektrális érzékenység gyakorlatilag nem változik. A fényképészeti anyagok ipari előállításánál alkalmazott kémiai szenzibilizáció általában a három fő típus egyikére és ezek különféle kombinációira vonatkozik [3] :
Ezenkívül a kémiai szenzibilizáció számos más kísérleti és ritkán használt módszert is magában foglal: az aranyon kívüli nehézfémek sóinak felhasználását; halogén akceptorok bevezetése és a szennyező ionok doppingolása fényképes emulzió gyorsítóknál történő bombázásával [3] .
Az ipari emulgeálás során a kémiai szenzibilizáció során inert zselatint használnak, hogy elkerüljék a zselatinban lévő anyagok által okozott ellenőrizetlen véletlen szenzibilizációt. Egyes esetekben egyszerűen kémiai érzékenyítő hozzáadásával hajtják végre, de gyakrabban ezt a folyamatot kombinálják az emulzió melegítésével, amelyet második (kémiai) érlelésnek neveznek. A hozzáadott kémiai szenzibilizátor mennyiségét gondosan ellenőrizni kell, mivel ezek túllépése, az emulzió túlhevítése, vagy a túl hosszú kémiai érlelési idő nem növeli az érzékenységet, hanem csökkenti és nagymértékben növeli a fátylat. Az érzékenyítő anyag optimális mennyisége körülbelül 2,10 -5 mol 1 mol ezüsthalogenidre vonatkoztatva. A kémiai szenzibilizáció következtében az emulzió fényérzékenysége többszörösére nő [4] [5] .
Az optikai érzékenyítés vagy spektrális szenzibilizáció amellett, hogy további fényérzékenységet ad a fényképészeti emulziónak, megváltoztatja a spektrális fényérzékenységet [6] . Ebben az esetben a fényképészeti anyag érzékennyé válik az elektromágneses spektrum azon részeire, amelyek nem gyakorolnak fotokémiai hatást a nem érzékenyített ezüsthalogenidre, és nem vezetnek látens kép kialakulásához .
Az optikai érzékenyítés során az emulzióba az előállítása során úgynevezett optikai szenzibilizátorokat juttatnak, amelyek összetett kémiai képletű szerves színezékek [1] , és a spektrum hosszú hullámhosszú részén olyan abszorpciós sávok vannak, amelyekben az ezüsthalogenidek nem szívódnak fel. . Ezek a festékek az ezüsthalogenid mikrokristályok felületén monomolekuláris réteg formájában adszorbeálódnak .
Az optikai szenzibilizáció lényege abban rejlik, hogy az ezüsthalogenid mikrokristályok által közvetlenül nem elnyelt fénykvantumokat a festék az expozíció során elnyeli, és ezzel egyidejűleg a fotogerjesztett festékmolekulák energiája átkerül az ezüsthalogenid kristályokba - egy elektron gerjesztett festékmolekula az ezüsthalogenid kristályrácsban lévő Ag + ezüstiont visszaállítja az ezüstatommá, ezáltal látens képet képez a kristályban [7] . Ebben a folyamatban a festékmolekula a megfelelő halogeniddé oxidálódik.
Az optikai szenzibilizáció nemcsak a spektrális érzékenységi tartomány kiterjesztését eredményezi hosszabb hullámhosszok felé, hanem a fényképészeti anyag általános fényérzékenységének növekedését is. Tehát a legfeljebb 650 nanométeres hullámhosszú fényre érzékeny izokromatikus fényképészeti anyagok esetében a teljes fényérzékenység növekedése nappali fényben 32% , izzólámpás mesterséges megvilágítás esetén pedig 65% [8] . Az egyenletes fényérzékenység biztosítása érdekében a spektrum különböző részein több különböző optikai érzékenyítő, eltérő spektrális abszorpciós maximumokkal adható az emulzióhoz [9] .
A kémiai szenzibilizáció felfedezésének pontos dátumozása nehéz, mivel az ebben az irányban végzett korai munka nem tartalmaz kulcsfontosságú részleteket, amelyek fontosak a folyamat megértéséhez. 1864-ben megjelentek adatok arról, hogy a szabad jódot abszorbeáló anyagok további érzékenységet adnak az ezüst-jodidnak, néhány későbbi munka leírja a fotólemezek érzékenységének növekedését mustármagfőzetben való kezeléssel, de nem ismert, hogy használtak-e zselatint . hogy ezeket a tányérokat. A kémiai érlelés folyamata úgy tűnik, 1878 óta ismert, amikor is a cikkek a peptizált zselatinnal készült fényképészeti emulziók érzékenységének növekedését írták le, mivel az eljárás leírása tartalmazza az emulzió melegítését [3] .
Az aranyérzékenyítés az ezüsthalogenidek fényképészeti anyagok gyártása során történő kezelése nemesfémek sóival, nem feltétlenül aranysókkal, az eljárás neve ellenére. Platina, irídium és arany sóit használják. Aranysóként tiocianátokat , ditiocianaurátokat vagy szulfitokat használnak [10] .
Az aranyszenzitizációt 1936-ban fedezte fel az Agfa [10] munkatársa, R. Kozlovsky, de a szabad irodalomban sokáig nem publikáltak róla információt [11] .
Az ezüsthalogenidek természetes érzékenysége az optikai sugárzás kék, ibolya és ultraibolya tartományára korlátozódik . Ezért minden korai fényképészeti folyamat eltorzította a színes tárgyak fényerejének eloszlását, ami a közvetlen vizuális észlelés számára ismerős. A sárga és piros tárgyak feketének tűntek a képen, míg a kék tárgyak gyakran szinte fehérek, minden részlet nélkül. A táj- és építészeti fotózásban ez szinte lehetetlenné tette az égbolt és a felhők megfelelő megjelenítését [12] . Az emberi arc képe is feltételesnek bizonyult: a rózsaszín ajkak túl sötétek, a kék szemek pedig szinte fehérek. A fotózásban ezt leggyakrabban elviselték, a moziban pedig speciális sminket használtak , például kék rúzst [13] . A fényképészeti anyagok szűk spektrális érzékenysége azonban alapvető fontosságúra tett szert a színes fényképek és filmek előállítása során [14] . A zöld és piros színek regisztrálásának nehézségei lehetetlenné tették a színek teljes szétválasztását . A különböző hullámhosszúságú fényre való egységes érzékenységre a tudományos fényképezésben is szükség volt, különösen olyan területeken, mint a spektrográfia és az asztrofotográfia . Ezért óriási áttörést jelentett, hogy Hermann Vogel német kémikus 1873-ban felfedezte az optikai szenzibilizáció jelenségét, amely biztosította a fotográfia további fejlődését [15] .
Az első, eozinnal zöld fényre érzékenyített száraz kollódium fényképező lemezeket 1875-ben készítette Waterhouse vegyész. 1884-ben hasonló fokú érzékenyítést, az úgynevezett ortokromatikus érzékenységet ért el Joseph Eder eritrozin használatával zselatin-ezüst fényképészeti emulziókon [16] . Az ilyen típusú fényképészeti anyagok akár 590 nanométeres hullámhosszú sugárzásra is érzékenyek [6] . A piros fény azonban nem aktív számukra . A teljes látható spektrum csak azután vált regisztrálhatóvá, hogy Benno Homolka 1906-ban felfedezte a pinacianol szenzibilizátort [17] . Az optikai sugárzás hosszú hullámhosszú része felé tett további előrelépés a légifotózás fejlődéséhez kapcsolódik , amely az első világháborúban tetőzött . Az infravörös sugárzást gyengén nyeli el és szórja szét a légkör por és köd, ami lehetővé teszi a nagy magasságból történő felvételkészítést a kontraszt és a részletek elvesztése nélkül [18] . 1919- ben az Eastman Kodak laboratóriumában szintetizáltak kriptocianint , amely lehetővé tette a közeli infravörös sugárzás akár 800 nanométeres hullámhosszú rögzítését is. 6 év elteltével a neocianin segítségével ez a határ 1000 nanométerre tolódott vissza [19] .
A pankromatikus fényképészeti anyagok megjelenése a 20. század első évtizedében nem vezetett az ortokromatikus fényképészeti anyagok gyors lecseréléséhez, mivel az utóbbiak olcsóbbak voltak, és lehetővé tették a fejlődési folyamat vizuális ellenőrzését nem aktinikus vörös megvilágítás mellett [20]. . Az 1930-as évek elejére azonban a fényképezésben és a moziban a filmezés túlnyomó többsége már pankromatikus minőségű negatív filmeken történt. A pozitív fényképészeti anyagok, köztük a fotópapír azonban érzékenyek maradtak, mivel ez megkönnyítette a laboratóriumi feldolgozást anélkül, hogy befolyásolta volna a tónusok reprodukcióját. Egyes speciális fényképészeti anyagok, például a fényképészeti filmek , ortokromatikusak maradtak, ami kényelmesebb, ha kis mennyiségű kék fényt tartalmazó izzólámpáknak van kitéve. Ugyanakkor sötétvörös, nem aktinikus megvilágítás mellett is feldolgozhatók. A fényképészeti emulzió különböző színű sugárzásra való érzékenyítése lehetővé tette a színes fényképezés és a színes filmművészet technológiáinak megvalósítását . A színes többrétegű fényképészeti anyagok zónaérzékeny rétegei a spektrum különböző részeit regisztrálják, végrehajtva az úgynevezett belső színleválasztást.
A fényképészeti anyag érzékenységi foka befolyásolja színérzékenységét, amelyek különböző típusainak elnevezésére általánosan elfogadott kifejezések vannak. A következő típusú fekete-fehér fényképészeti anyagokat használják a legszélesebb körben:
A színes fényképészeti anyagok több fényképészeti emulzióból állnak, amelyek a látható spektrum különböző részeire érzékenyek. Leggyakrabban a felső réteg nem érzékeny, és kék sugarakat érzékel. A felső emulzió alatti sárga szűrőréteg blokkolja a kék fényt, amely érzékeny a középső ortokromatikus és alsó pankromatikus rétegekre. Így elérhető a három emulziós réteg szelektív érzékenysége az elsődleges színeknek megfelelő spektrális régiókra . A különböző rétegekben eltérő spektrális érzékenyítéssel végzett színleválasztás eredményeként három részképet kapunk [25] .
A fényképészeti anyagok fényérzékenységének csökkentése, amelyet általában a laboratóriumi világítás miatti párásodás megelőzésére használnak a feldolgozás során. Ehhez a kezelést speciális anyag - deszenzibilizáló - oldatban végezzük . A deszenzibilizáló szerek lehetnek kémiaiak, csökkentve az általános fényérzékenységet, a festék deszenzibilizálók pedig csökkenthetik az optikai érzékenység során szerzett további színérzékenységet [26] .
Fényérzékeny anyag expozíció előtti feldolgozása, a fényképészeti réteg tulajdonságainak megváltoztatása a fotózás során a látens kép kialakulásának feltételeinek javítása irányába [26] . A legszélesebb körben alkalmazott túlérzékenységi módszerek, amelyek a fotoréteg ezüst-nitrát oldatban való fürdéséből és hidrogénatmoszférában tartásából állnak [27] . A túlérzékenység jellemzői:
Ezek az alapvető tulajdonságok korlátozzák a túlérzékenység alkalmazását. A túlérzékenységet hosszú ideig széles körben alkalmazták az infravörös filmek érzékenységének növelésére. Az elektronikus fényérzékeny elemek kifejlesztésével azonban jobb eredményeket értek el a spektrum ezen tartományában.