Фотографические материалы
Фотографи́ческие материа́лы (фотоматериалы), светочувствительные материалы, предназначенные для автоматического получения вещественных изображений предметов окружающего мира и для регистрации излучений, имеющих место при протекании физических и химических процессов. Фотографические материалы состоят из подложки (основы) и эмульсионного слоя. На основу наносится светочувствительная галогеносеребряная фотографическая эмульсия; несеребряные фотографические материалы на основе соединений железа, хрома, солей диазония и др. из-за низкой светочувствительности применяются ограниченно (главным образом в светокопировании). В качестве основы используют прозрачную плёнку (ацетилцеллюлозную, полиэтилентерефталатную и др.), бумагу, стекло, пластмассу, керамику, металл; по типу подложки различают фотографическую бумагу, фотографические пластинки, киноплёнки, фотографические плёнки. Эмульсионный слой (толщина 3–25 мкм) представляет собой тонкую взвесь микрокристаллов галогенида серебра в желатине. Средний размер микрокристаллов АgHal в поперечнике 0,03–3 мкм. При высыхании эмульсии микрокристаллы АgHal равномерно распределяются в желатиновой среде. Фотографические материалы характеризуются светочувствительностью, контрастностью, зернистостью, фотографической широтой, разрешающей способностью и т. д.
По способу применения фотографические материалы подразделяются на негативные, позитивные и обращаемые; по спектральной чувствительности – на спектрально сенсибилизированные и несенсибилизированные. Несенсибилизированные фотографические материалы обладают чувствительностью к сине-фиолетовой части спектра, что обусловлено собственной чувствительностью АgHal. Сенсибилизированные фотографические материалы, кроме собственной чувствительности, обусловленной природой АgHal, имеют дополнительную чувствительность в длинноволновой области спектра. В зависимости от области сенсибилизации и распределения спектральной светочувствительности фотографические материалы подразделяют на ортохроматические, изоортохроматические, изохроматические, панхроматические, изопанхроматические, панинфрахроматические и инфрахроматические. Для регистрации УФ-излучений применяют фотографические материалы, эмульсионный слой которых содержит очень мало желатина, т. к. желатин интенсивно поглощает УФ-излучение с длиной волны 100–200 нм, что приводит в данном диапазоне к резкому понижению чувствительности фотографических (в УФ-фотографии применяют т. н. шумановские эмульсии с очень высокой концентрацией микрокристаллов AgHal сферической формы и малым содержанием желатина). В аэро- и космической фотографии при съёмке с большой высоты через непрозрачную атмосферу применяют инфрахроматические фотографические материалы (чувствительны к лучам видимого света и ИК-излучению).
В зависимости от области применения фотографические материалы подразделяют на киноплёнки для профессиональной кинематографии, фотоплёнки для профессиональных и любительских целей, фотобумаги, микрофотоплёнки, фототехнические, голографические, полиграфические, спектрозональные, астрономические, рентгеновские, бессеребряные (диазотипные, везикулярные) плёнки, аэроплёнки, фотослои для ядерных исследований, фотопластины для микроэлектроники и т. д.
Между эмульсионным слоем и основой фотографического материала для улучшения адгезии наносится тонкий подслой из желатина. В фотобумагах дополнительно используют баритовый подслой (микрочастицы сульфата бария BaSO4 с желатином), придающий белизну фотоотпечатку за счёт BaSO4 и препятствующий проникновению из подложки в эмульсионный слой примесей ионов тяжёлых металлов Fe2+, Cu2+, которые могут привести к понижению светочувствительности эмульсионного слоя (десенсибилизации) в процессе хранения фотографических материалов и появлению белых точек на отпечатке после химико-фотографической обработки. При изготовлении фотобумаг, предназначенных для быстрой химико-фотографической обработки в мини-фотолабораториях, подложку с обеих сторон покрывают слоем полиэтилена; полиэтиленовый слой, на который наносится эмульсия, содержит диоксид титана TiO2 (для придания белизны фотоотпечатку).
Эмульсионный слой цветных фотографических материалов состоит из трёх зональных светочувствительных слоёв с различной спектральной чувствительностью. Верхний эмульсионный слой – несенсибилизированный, средний – ортохроматический (сенсибилизированный к зелёным и жёлтым лучам), нижний – панхроматический (сенсибилизированный к зелёным, жёлтым и красным лучам). Между верхним и средним слоями наносят тонкий желатиновый слой, препятствующий проникновению синих лучей в средний и нижний слои фотографического материала. Перед нанесением на основу в эмульсию вводят бесцветные цветообразующие компоненты – органические соединения, образующие при цветном проявлении в сине-, зелёно- и красночувствительном слоях соответственно жёлтый, пурпурный и голубой красители.
При изготовлении современных цветных фотографических материалов используют гидрофильные, гидрофобные, четырёх- и двухэквивалентные (для получения одной молекулы красителя надо восстановить 4 или 2 иона Ag) маскирующие цветные компоненты, различные цветообразующие компоненты нового типа (содержащие ингибитор, вуалирующее соединение, ускоритель проявления, усилитель изображения, формирующие подвижный краситель и др.), обеспечивающие в широком интервале экспозиций хорошую проработку деталей изображения, высокую резкость, малую гранулярность, качественную цветопередачу и насыщенность цветного изображения. При изготовлении цветных негативных фотографических материалов последнего поколения используют эмульсии, содержащие плоские таблитчатые Т-кристаллы или структурированные микрокристаллы типа «ядро – оболочка» с двойниковой структурой, более эффективные при спектральной сенсибилизации. Существенное увеличение светочувствительности фотографических материалов, уменьшение гранулярности, увеличение резкости изображения достигается при использовании зонального эмульсионного слоя из двух или трёх полуслоёв с различной светочувствительностью. Светочувствительность современных цветных фотографических материалов достигает 1000–3200 (по шкале ISO) при сохранении чрезвычайно низкой зернистости, хорошей цветопередачи и резкости изображения.