Сенситайзер в фотографии и полиграфии¶

Сенситайзер — вещество или состав, повышающий светочувствительность материала либо изменяющий его реакцию на излучение. Термин применяется главным образом в аналоговой фотографии, полиграфии, химической технологии и в производстве печатных плат. В зависимости от контекста под сенситайзером понимают добавку к фотоэмульсии, раствор для обработки поверхности перед экспонированием или компонент, сенсибилизирующий реакцию к определённой длине волны.

¶Общее понятие

Действие сенситайзеров основано на физико-химических процессах: переносе энергии возбуждения, изменении кристаллической структуры, образовании центров скрытого изображения или каталитически активных зародышей. Различают собственно сенсибилизацию (расширение спектральной чувствительности) и гиперсенсибилизацию (повышение общей светочувствительности без изменения спектра). В широком смысле к сенситайзерам относят также вещества, сенсибилизирующие термочувствительные и электростатические слои.

¶История

Светочувствительность галогенидов серебра была известна с первой половины XIX века. Уже в ранних опытах обнаружили, что добавление некоторых соединений к эмульсии резко повышает её чувствительность. В 1873 году немецкий химик Герман Фогель установил явление спектральной сенсибилизации: окрашенные вещества, введённые в эмульсию, расширяют область чувствительности в длинноволновую часть спектра. Это открытие позволило создавать ортохроматические, а затем панхроматические фотоматериалы, чувствительные ко всему видимому диапазону.

В XX веке учение о сенсибилизации развилось в отдельную область фотохимии. Были синтезированы цианиновые, мероцианиновые и другие красители-сенситайзеры, применяемые в фотографии, а позднее — в лазерной технике и фотолитографии.

¶Классификация

Сенситайзеры различают по назначению и механизму действия.

Отдельно выделяют десенситайзеры — вещества противоположного действия, снижающие чувствительность, что используется для обработки при неактиничном освещении.

¶Фотография

В классической фотографии сенситайзеры — это красители, адсорбирующиеся на поверхности микрокристаллов галогенида серебра. Поглощая квант света, молекула красителя передаёт энергию кристаллу, вызывая образование скрытого изображения. Так получают панхроматические плёнки, чувствительные к красному и инфракрасному свету.

Химическая сенсибилизация выполняется введением микродоз солей золота и серы при созревании эмульсии. Она повышает квантовый выход и уменьшает порог чувствительности. Гиперсенсибилизация применяется фотографами для повышения чувствительности плёнки непосредственно перед съёмкой: материал выдерживают в парах ртути, в растворах аммиака или триэтаноламина.

¶Полиграфия и печатные платы

В офсетной и трафаретной печати сенситайзеры входят в состав светочувствительных копировальных слоёв. Фотоинициаторы обеспечивают отверждение или растворимость участков под действием ультрафиолета, формируя печатную форму.

В производстве печатных плат сенситайзеры — компоненты фоторезистов и растворов сенсибилизации. Так, в классической технологии применяют сенситайзер на основе олова, который активирует поверхность диэлектрика перед химической металлизацией, обеспечивая адгезию меди к подложке.

¶Другие области

• Термография и бессеребряная фотография. Сенситайзеры повышают чувствительность диазотипных и фотополимерных материалов.
• Дозиметрия. Вещества, усиливающие реакцию на ионизирующее излучение, используются в плёночных дозиметрах.
• Биология и медицина. Сенситайзеры применяют в фотодинамической терапии: краситель накапливается в ткани и под действием света запускает разрушение клеток.
• Фотокатализ. Сенситайзеры расширяют рабочий диапазон катализаторов, например диоксида титана, в видимую область.

¶Свойства и требования

К сенситайзерам предъявляют ряд требований: эффективный перенос энергии, устойчивость при хранении, отсутствие нежелательного окрашивания готового материала, совместимость с другими компонентами. Многие красители-сенситайзеры склонны к десенсибилизации при повышенной влажности и температуре, поэтому фотоматериалы хранят в герметичной упаковке.

Важнейшая характеристика — область спектральной чувствительности. Её задают подбором красителя: разные классы соединений сдвигают максимум поглощения от синей к красной и инфракрасной зоне.

¶Значение

Сенситайзеры сделали возможным цветную и инфракрасную фотографию, аэрофотосъёмку, скоростную регистрацию процессов. В полиграфии и электронике они лежат в основе фотолитографии — ключевой технологии производства микросхем и печатных плат. Развитие органических сенситайзеров связано с созданием солнечных элементов и фотокаталитических систем.