Otrzymywanie tabliczkowych kryształów bromku srebra w obecności dimetylosulfotleku

Abstract

Emulsje światłoczułe zawierające płaskie kryształy bromku srebra otrzymywane były metodą dwustrumieniową, w obecności dimetylosulfotlenku. Wielkość i morfologia powstających kryształów zależna jest od zastosowanego stężenia dimetylosulfotlenku oraz nadmiaru jonów bromkowych w roztworze dyspersyjnym, podczas zarodkowania i wzrostu kryształów. Zbadano wpływ stężenia nadmiarowych jonów bromkowych i objętościowego stężenia dimetylosulfotlenku na powstawanie trygonalnych i heksagonalnych tabliczkowych form kryształów bromku srebra. W wyniku przeprowadzonych eksperymentów określono przedziały stężenia dimetylosulfotlenku i nadmiarowych jonów bromkowych, w których określone formy płaskich kryształów bromku srebra są trwałe.
Autorzy: Agnieszka Król, Agnieszka Dyonizy, Piotr Nowak

1. WPROWADZENIE

Od kilku dziesięcioleci naukowcy badają mechanizmy wzrostu i fizykochemiczne warunki otrzymywania płaskich kryształów bromku srebra, które są obecnie wykorzystywane jako wysokoefektywne sensory światła. Zastosowanie tego typu kryształów pozwala uzyskiwać warstwy światłoczułe o znacznie mniejszej zawartości koloidu wiążącego, co pozwala zmniejszyć ich grubość i zmniejszyć zdolność rozpraszania światła. Dzięki temu optyczna definicja obrazu ulega znacznemu polepszeniu, przy równoczesnym bardzo korzystnym wskaźniku światłoczułości [7,9]. Ponadto, kryształy płaskie ograniczone są względnie dużymi płaszczyznami {111}, na których można wytwarzać regularnej budowy agregaty barwników sensybilizacyjnych, sprzyjające uzyskiwaniu bardzo efektywnego uczulenia spektralnego w długofalowym zakresie promieniowania elektromagnetycznego. Współczesne metody sensybilizacji chemicznej płaskich kryształów halogenków srebra pozwalają na wytworzenie, w heksagonalnych kryształach sześciu, równocennych centrów czułości [9]. Dlatego też, większe znaczenie technologiczne mają płaskie kryształy trygonalne, zawierające tylko trzy równocenne centra czułości. Należy, więc sądzić, że prawdopodobieństwo spułapkowania minimalnej liczby czterech fotoelektronów w jednym centrum czułości kryształu trygonalnego, jest przynajmniej o 50% większe w stosunku do takiego centrum zlokalizowanego w krysztale heksagonalnym [6]. Poza tym, kryształy tabliczkowe charakteryzują się relatywnie krótką drogą migracji ładunku elektrycznego wewnątrz kryształów, co znacznie ułatwia powstawanie stabilnego obrazu utajonego i przyczynia się do przyrostu czułości kwantowej kryształów [7,9].

W dotychczas prowadzonych badaniach, kryształy halogenku srebra otrzymywane były w czystym aprotonowym rozpuszczalniku organicznym [1-4] lub w środowisku wodno-rozpuszczalnikowym [5,8], przy czym wzrost kryształów następował w procesie rekrystalizacji ostwaldowskiej. Zaraz po zarodkowaniu, szybkość wzrostu powierzchni {100} jest większa niż powierzchni {111}. Natomiast w czasie rekrystalizacji spada siła jonowa i przesycenie roztworu dyspersyjnego, co powoduje zmniejszanie się różnic pomiędzy szybkością wzrostu powierzchni {100} i {111} [4].

W niniejszej pracy, emulsje zawierające kryształy bromku srebra były otrzymywane metodą dwustrumieniową, w środowisku wodno-rozpuszczalnikowym, w obecności dimetylosulfotlenku, o określonym stężeniu objętościowym i przy stałej wartości siły jonowej w mieszaninie reakcyjnej. Określono zakresy stężenia nadmiarowych jonów bromkowych i objętościowego stężenia DMSO, w których są stabilne określone kształty tabliczkowych kryształów bromku srebra.