ABOUT THE ORIGINAL PROPERTIES OF PHOTOGRAPHIC GELATINS

Кумахов А.М.

Доктор физико-математических наук, профессор, Кабардино-Балкарский государственный университет

ОБ ОРИГИНАЛЬНЫХ СВОЙСТВАХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЖЕЛАТИН

Аннотация

Впервые обнаруженная в работе аномальная фосфоресценция органических соединений (фотографических желатин различной активности) свидетельствует о том, что их можно рассматривать как органические полупроводники. На это также указывает наличие структуры в спектре фосфоресценции желатин.

Ключевые слова: фосфоресценция, желатин, органические полупроводники.

Kumakhov A.M.

Doctor of physical-mathematical sciences, professor, Kabardin-Balkar state university

ABOUT THE ORIGINAL PROPERTIES OF PHOTOGRAPHIC GELATINS

Abstract

The abnormal phosphorescence of organic compounds for the first time found in work (photographic gelatin of various activity), testifies that they can be considered as organic semiconductors. To this fact also points structure existence in a phosphorescence spectrum of gelatins.

Keywords: phosphorescence, gelatin, organic semiconductors.

Как известно [1], в фотографических эмульсиях желатина выполняет несколько функций, важнейшей из которых является формирование фотографической чувствительности путем образования электроноакцепторных примесных центров на поверхности AgHal МК. Эти центры возникают при взаимодействии AgHal c соединениями лабильной двухвалентной серы, присутствующими в желатине, во время так называемого химического созревания, т.е. длительного прогрева системы AgHal + желатина. Независимо от конкретного механизма этого взаимодействия (пока остающегося предметом дискуссий) химическое созревание можно представить как процесс в широком смысле слова восстановительный, связанный с передачей электронов от желатины к AgHal.

Исследование [2, 5-9, 13-19] люминесцентных свойств 10% - ных растворов желатин трех типов - ВаМ (высокоактивная медленная), ВаС (высокоактивная средняя) и МаМ (малоактивная медленная) - показало, что они имеют длительную и притом аномальную (немонотонно меняющуюся) фосфоресценцию.

С увеличением активности желатины и скорости созревания с этой желатиной интенсивность и длительность фосфоресценции уменьшаются. В связи с этим представляло значительный интерес выяснить, является ли длительность аномальной фосфоресценции однозначной характеристикой фотографических свойств желатины. Были приготовлены образцы растворов одной из трех желатин [3, 10-12], а также желатины высокоактивная медленная, в которую до опытов вводились малые количества Na₂S₂O₃ или CuCl₂; первая добавка должна была повлиять на скорость созревания эмульсии с данной добавкой, а вторая - на активность желатины, т.е. превратить желатину высокоактивную медленную, при надлежащей концентрации добавок, в высокоактивную среднюю или малоактивную медленную, соответственно. Как оказалось, добавка Na₂S₂O₃  к желатине высокоактивная медленная, действительно доводила длительность фосфоресценции до значений, свойственных желатине высокоактивная средняя, а добавка CuCl₂ – до значений, свойственных желатине малоактивная медленная. Те же закономерности обнаружены для растворов желатин с AgCl.

Таким образом, фотографическая активность желатины определяется, по-видимому, именно присутствием соединений с лабильной серой и других активирующих или дезактивирующих примесей, а не свойствами самой макромолекулы желатины. Поэтому люминесцентные характеристики эмульсии могут служить критерием для оценки важнейших свойств фотографической желатины, причем измерение соответствующих характеристик выполняется много быстрее и проще, чем измерение сенситометрических характеристик после созревания эмульсий, как это принято для оценки желатин в настоящее время.

Проведены эксперименты [4], позволяющие рассматривать фотографическую желатину как своего рода органический полупроводник. Поводом для такого заключения послужил эксперимент, связанный с возбуждением желатиновых образцов не только излучением 365 нм, поглощаемым примесями желатины, но и излучением 254 нм, соответствующим собственному поглощению желатины. Эксперимент показал, что аномалия фосфоресценции характерна при возбуждении электронов не только с примесных, но и с собственных уровней желатины. Реальность наличия уровней в желатине подтверждается спектром фосфоресценции желатин.

Выше показано, что длительность фосфоресценции инертной желатины больше всех остальных. Это означает, что множество мелких уровней в ней не только задерживают возвращение возбужденных электронов желатины с локальных уровней в основное состояние (с чем связана большая величина t), но и препятствует переходу их в AgHal (чем объясняется ее минимальная активность).

По-видимому, непосредственный переход электронов с локальных уровней желатины, не содержащей активных примесей, в AgHal маловероятен. Об этом, в частности, свидетельствуют опыты, показывающие, что введение тиосульфата натрия в инертную желатину уменьшает, аномалию и длительность ее фосфоресценции, т.е. уменьшает и время нахождения электронов в системе мелких уровней, вероятно, путем создания более глубоких уровней.

На основании приведенных данных темновая передача электронов от желатины к AgHal представляется вполне реальной.

Литература

1. Картужанский А.Л, Азизов И.К. Спектральные и кинетические различия люминесценции фотографических желатин разных типов // Журнал прикладной спектроскопии. – 1973. – Т. 19. – № 5. – С. 872-876.
2. Kartuzhanskii A.L., Azizov I.K. Spectral and Kinetic Differences in the Luminescence of Photographic Gelatins of Different Types // Journal of Applied Spectroscopy. - 1973. - Vol. 19. - № 5. – P. 1466 – 1470.
3. Абазехов М.М., Азизов И.К., Картужанский А.Л. Фосфоресценция фотографических желатин, содержащих тиосульфат или сульфит // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1975. – № 2. – С. 145-147.
4. Азизов И.К. и др. Участие электронных уровней эмульсионного связующего в фотографическом процессе // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1975. – Т. 20. – № 3. – С. 161-171.
5. Азизов И.К., Картужанский А.Л. Аномальная фосфоресценция поли-N-винилкарбазола // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1977. – Т. 22. – № 4. – С. 289-290.
6. Азизов И.К. и др. Люминесцентное и ИК - спектральное проявление связей желатины с галогенидом серебра // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1980. – № 1. – С. 11-14.
7. Абазехов М.М., Азизов И.К., Картужанский А.Л., Лиев А.Х. О собственных полосах фотолюминесценции микрокристаллов AgBr фотографических эмульсий // Оптика и спектроскопия. – 1982. – Т. 52. – № 2. – С. 286-288.
8. Liev A. Kh., Kartuzhanskii A.L., Azizov I.K. Structure of the IR Emission Band of Silver Sulfide Centers in AgBr Microcrystals // Optics and Spectroscopy. - 1984. –Vol. 57. - № 5. – С. 572 – 573.
9. Лиев А.Х., Картужанский А.Л., Азизов И.К. О структуре ИК-полосы свечения сульфидосеребряных центров на микрокристаллах AgBr // Оптика и спектроскопия. – 1984. – Т. 57. – № 5. – С. 938-939.
10. Лиев А.Х., Картужанский А.Л., Азизов И.К. Фотолюминесценция и фотолиз в смешанных системах нитрита или бромида серебра с его сульфидом // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1987. – Т. 32. – № 1. – С. 3-7.
11. Azizov I.K., Liev A.Kh., Khokonov Kh.B. Optical Phenomena in Planar AgBr Microcrystals // Crystallography Reports. - 2003. –Vol. 48. - № 2. – P. 311-314.
12. Azizov I.K. et al. Mechanical Deformation of Flat silver Bromide Microcrystals under Illumination // Crystallography Reports. - 2012. –Vol. 57. - № 7. – P. 920 – 922.
13. Азизов И.К., Лизарова А.В., Юрченко А.Ф. Некоторые результаты применения люминесцентного метода к исследованию эмульсионных слоев цветных фотобумаг // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. — 1973. – Т. 18. - №1. – С. 130-132. 14. Азизов И.К., Зайденберг Я.З., Картужанский А.Л., Яхонтская Л.П. К вопросу о механизме влияния родия на галогенидосеребряные эмульсии // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. - 1973. – Т. 18. - № 3. –С. 203-205.
14. Азизов И.К., Белоус В.М., Картужанский А.Л. Люминесцентное исследование мелких уровней захвата электронов, участвующих в образовании скрытого фотографического изображения // Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии. – 1973. - № 2. – С. 125-127.
15. Лиев А.Х., Ципинова А.Х., Пачев О.М., Азизов И.К. Люминесцентные исследования механизма спектральной сенсибилизации галогенидов серебра красителями // Вестник Кабардино-Балкарского государственного университета. - 1996. - № 1. – С. 201-207.
16. Азизов И.К., Лиев А.Х., Хоконов Х.Б. Оптические явления в плоских МК галогенидов серебра // Кристаллография. – 2002. - № 6. – С. 346-349. 18. Азизов И.К., Белимготов Б.А. Люменесценция галогенидов серебра при комнатной температуре // Вестник Дагестанского научного центра РАН. - 2001. - № 12. - С. 42-46.
17. Азизов И.К., Ципинова А.Х. Механизм фотолиза в микрокристаллах галогенида серебра // Вестник Дагестанского научного центра РАН. - 2002. - № 1. - С. 37-39.