Sensibilización de materiales fotográficos : aumento de su fotosensibilidad general y expansión de la zona de sensibilidad espectral más allá de lo natural para los haluros de plata [1] . Las emulsiones fotográficas de gelatina de bromuro de plata y yodo de plata sin sensibilización son sensibles sólo en la zona azul-violeta de la radiación visible ya los rayos ultravioleta . Las emulsiones de cloruro de plata son prácticamente insensibles a la radiación visible, reaccionando solo a la radiación ultravioleta. Con la ayuda de la sensibilización, es posible lograr su sensibilidad uniforme a todo el espectro visible, e incluso a la radiación infrarroja de onda larga .
En algunos casos, el término "sensibilización" se utiliza en relación con la tecnología de fabricación de algunos materiales fotográficos, denotando la etapa en la que un componente que es insensible a la luz se vuelve fotosensible. Esto también se aplica a los procesos fotográficos que no son de plata , como la cianotipia , la impresión de fotografías con goma arábiga y otros.
Hay sensibilización química y óptica.
La sensibilización química aumenta la fotosensibilidad natural de los microcristales de haluro de plata, lo que conduce a un aumento de la fotosensibilidad general del material fotográfico [2] , prácticamente sin cambios en su sensibilidad espectral. La sensibilización química utilizada en la producción industrial de materiales fotográficos, por regla general, se refiere a uno de los tres tipos principales y sus diversas combinaciones [3] :
Además, la sensibilización química incluye una serie de otros métodos experimentales y rara vez utilizados: el uso de sales de metales pesados distintos del oro; la introducción de aceptores de halógenos y el dopaje de iones de impurezas mediante el bombardeo de una emulsión fotográfica en los aceleradores [3] .
El proceso de sensibilización química en emulsificación industrial implica el uso de gelatina inerte para evitar una sensibilización accidental descontrolada por las sustancias contenidas en la gelatina. En algunos casos, se lleva a cabo simplemente agregando un sensibilizador químico, pero más a menudo este proceso se combina con el calentamiento de la emulsión, lo que se denomina segunda maduración (química). Las cantidades de sensibilizador químico añadidas deben controlarse cuidadosamente, ya que excederlas, sobrecalentar la emulsión o un tiempo de maduración química demasiado largo no aumentará la sensibilidad, pero la reducirá y aumentará mucho el velo. La cantidad óptima de sensibilizador es de aproximadamente 2·10 -5 mol por 1 mol de haluro de plata. Como resultado de la sensibilización química, la fotosensibilidad de la emulsión aumenta varias veces [4] [5] .
La sensibilización óptica o sensibilización espectral , además de dar a la emulsión fotográfica una fotosensibilidad adicional, modifica la fotosensibilidad espectral [6] . En este caso, el material fotográfico se vuelve sensible a aquellas partes del espectro electromagnético que no tienen un efecto fotoquímico sobre el haluro de plata no sensibilizado y no conducen a la formación de una imagen latente .
Durante la sensibilización óptica, los llamados sensibilizadores ópticos se introducen en la emulsión durante su preparación, que son colorantes orgánicos con una fórmula química compleja [1] y tienen bandas de absorción en la parte de longitud de onda larga del espectro en el que los haluros de plata no absorben . Estos colorantes se adsorben en la superficie de los microcristales de haluro de plata en forma de capa monomolecular .
La esencia de la sensibilización óptica radica en el hecho de que los cuantos de luz que no son absorbidos directamente por los microcristales de haluro de plata son absorbidos por el tinte durante la exposición y, al mismo tiempo, la energía de las moléculas de tinte fotoexcitadas se transfiere a los cristales de haluro de plata, un electrón de una molécula de colorante excitada restaura el ion plata Ag + en la red cristalina de haluro de plata al átomo de plata, formando así una imagen latente en el cristal [7] . En este proceso, la molécula de colorante se oxida a su vez al haluro correspondiente.
La sensibilización óptica conduce no solo a una expansión del rango de sensibilidad espectral hacia longitudes de onda más largas, sino también a un aumento en la fotosensibilidad general del material fotográfico. Así, para materiales fotográficos isocromáticos sensibilizados a la luz con una longitud de onda de hasta 650 nanómetros , el aumento de la fotosensibilidad total es del 32% a la luz del día y del 65% bajo iluminación artificial con lámparas incandescentes [8] . Para impartir una fotosensibilidad uniforme en diferentes partes del espectro, se pueden agregar a la emulsión varios sensibilizadores ópticos diferentes con diferentes máximos de absorción espectral [9] .
La datación precisa del descubrimiento de la sensibilización química es difícil, ya que los primeros trabajos en esta dirección no contienen detalles clave importantes para comprender el proceso que se lleva a cabo. En 1864 se publicaron datos de que las sustancias que absorben el yodo libre dan sensibilidad adicional al yoduro de plata, algunos trabajos posteriores describen el aumento de la sensibilidad de las placas fotográficas al tratarlas en una decocción de semillas de mostaza, pero no se sabe si se utilizó gelatina . para hacer estos platos. El proceso de maduración química parece conocerse desde 1878, cuando los trabajos describen el aumento de la sensibilidad de las emulsiones fotográficas con gelatina peptizada, ya que la descripción del proceso incluye el calentamiento de la emulsión [3] .
La sensibilización al oro es el tratamiento de haluros de plata en la fabricación de materiales fotográficos con sales de metales nobles, no necesariamente sales de oro, a pesar del nombre del proceso. Se utilizan sales de platino, iridio y oro. Como sales de oro se utilizan tiocianatos , ditiocianauratos o sulfitos [10] .
La sensibilización al oro fue descubierta en 1936 por un empleado de Agfa [10] R. Kozlovsky, pero la información al respecto no se publicó en la literatura abierta durante mucho tiempo [11] .
La sensibilidad natural de los haluros de plata se limita a las regiones azul, violeta y ultravioleta de la radiación óptica . Por lo tanto, todos los primeros procesos fotográficos distorsionaron la distribución del brillo de los objetos coloreados, que es familiar para la percepción visual directa. Los objetos amarillos y rojos aparecían negros en la imagen, mientras que los objetos azules a menudo aparecían casi blancos sin ningún detalle. En la fotografía de paisajes y arquitectura, esto hacía casi imposible mostrar correctamente el cielo y las nubes [12] . La imagen de un rostro humano también resultó ser condicional: los labios rosados salieron demasiado oscuros y los ojos azules casi blancos. En fotografía, esto se toleraba con mayor frecuencia, y en el cine se usaba un maquillaje especial , por ejemplo, lápiz labial azul [13] . Sin embargo, la estrecha sensibilidad espectral de los materiales fotográficos adquiere una importancia fundamental cuando se trata de obtener fotografías y películas en color [14] . Las dificultades para registrar los colores verde y rojo hicieron imposible separar completamente los colores . En la fotografía científica también se necesitaba una sensibilidad uniforme a la luz con diferentes longitudes de onda, especialmente en áreas como la espectrografía y la astrofotografía . Por lo tanto, el descubrimiento en 1873 por el químico alemán Hermann Vogel del fenómeno de la sensibilización óptica fue un gran avance, asegurando un mayor desarrollo de la fotografía [15] .
Las primeras placas fotográficas de colodión seco sensibilizadas a la luz verde con eosina fueron creadas en 1875 por el químico Waterhouse. En 1884, Joseph Eder logró un grado similar de sensibilización, llamado ortocromático , usando eritrosina en emulsiones fotográficas de gelatina de plata [16] . Este tipo de material fotográfico es sensible a la radiación con una longitud de onda de hasta 590 nanómetros [6] . Sin embargo, la luz roja no está activa para ellos . Todo el espectro visible estuvo disponible para el registro solo después del descubrimiento del sensibilizador de pinacianol por Benno Homolka en 1906 [17] . Un mayor progreso hacia la parte de longitud de onda larga de la radiación óptica está asociado con el desarrollo de la fotografía aérea , que alcanzó su punto máximo en la Primera Guerra Mundial . La radiación infrarroja es débilmente absorbida y dispersada por el polvo y la niebla de la atmósfera, lo que permite disparar desde grandes altitudes sin pérdida de contraste y detalle [18] . En 1919 se sintetizó criptocianina en los laboratorios de Eastman Kodak , lo que permitió registrar la radiación infrarroja cercana con una longitud de onda de hasta 800 nanómetros. Después de 6 años, con la ayuda de la neocianina, este límite se retrasó a 1000 nanómetros [19] .
La aparición de los materiales fotográficos pancromáticos en la primera década del siglo XX no supuso una rápida sustitución de los materiales fotográficos ortocromáticos, ya que estos últimos eran más económicos y permitían controlar visualmente el proceso de revelado bajo iluminación roja no actínica [20] . Sin embargo, a principios de la década de 1930 en fotografía y cine, la gran mayoría de las filmaciones ya se realizaban en grados pancromáticos de películas negativas . Sin embargo, los materiales fotográficos positivos , incluido el papel fotográfico , permanecieron sin sensibilizar, ya que esto facilitó su procesamiento en el laboratorio sin afectar la reproducción del tono. Algunos materiales fotográficos especializados, como películas fotográficas , permanecieron ortocromáticos, lo cual es más conveniente cuando se exponen a lámparas incandescentes con una pequeña cantidad de luz azul en la radiación. Al mismo tiempo, se pueden procesar bajo iluminación no actínica de color rojo oscuro. La capacidad de sensibilizar la emulsión fotográfica a la radiación de diferentes colores hizo posible implementar las tecnologías de la fotografía en color y la cinematografía en color . Las capas sensibles a la zona de materiales fotográficos multicapa de color registran diferentes partes del espectro, realizando la llamada separación de color interna.
El grado de sensibilización del material fotográfico afecta su sensibilidad al color, para los nombres de los diferentes tipos de los cuales existen términos generalmente aceptados. Los siguientes tipos de materiales fotográficos en blanco y negro son los más utilizados:
Los materiales fotográficos en color consisten en varias emulsiones fotográficas sensibilizadas a diferentes partes del espectro visible. Muy a menudo, la capa superior no está sensibilizada y percibe rayos azules. La capa de filtro amarilla debajo de la emulsión superior bloquea la luz azul, que es sensible a las capas ortocromática media y pancromática inferior. Así, se logra la sensibilidad selectiva de las tres capas de emulsión a las regiones espectrales correspondientes a los colores primarios . Como resultado de la separación de colores por diferentes sensibilizaciones espectrales en diferentes capas, se obtienen tres imágenes parciales [25] .
Una reducción en la sensibilidad a la luz del material fotográfico, comúnmente utilizada para evitar el empañamiento de la iluminación del laboratorio durante el procesamiento. Para esto, el tratamiento se lleva a cabo en una solución de una sustancia especial: un desensibilizante . Los desensibilizadores pueden ser químicos, lo que reduce la fotosensibilidad general, y los desensibilizadores de colorantes, lo que reduce la sensibilidad al color adicional adquirida durante la sensibilización óptica [26] .
Procesamiento de material fotosensible antes de la exposición, cambiando las propiedades de la capa fotográfica en la dirección de mejorar las condiciones para la formación de una imagen latente durante el disparo [26] . Los métodos de hipersensibilización más utilizados, que consisten en bañar la fotocapa en una solución de nitrato de plata y mantenerla en una atmósfera de hidrógeno [27] . Características de la hipersensibilización:
Estas propiedades básicas limitan la aplicación de la hipersensibilización. Durante mucho tiempo, la hipersensibilización se utilizó ampliamente para aumentar la sensibilidad de las películas infrarrojas. Sin embargo, con el desarrollo de elementos fotosensibles electrónicos, se han logrado mejores resultados en esta región del espectro.