Фотография на меди

29 Мар в 11:01

Стремление людей запечатлеть то, что они видят, кажется, было всегда. Сначала они рисовали углём на стенах пещеры, потом красками на холстах. А в последние пару столетий роль человека свелась лишь к нажатию на кнопку. Всю остальную работу делает свет, спроецированный на фоточувствительную поверхность.

В классической фотографии такая чувствительность к свету достигается благодаря замечательным свойствам солей серебра. В альтернативном фотопроцессе под названием цианотипия — используются соли железа. Но так ли уникальны эти металлы и их соли? Возможно ли сделать фотографию, например, на поверхности меди?

В детстве я замечал, как отполированная медная фольга, приклеенная к текстолиту, достаточно быстро темнела на солнечном свету, однако потемнение не происходило на необлучённых участках. Тогда я отметил, что какая-никакая фоточувствительность у меди имеется. Потом у меня долго витала идея получения фотографии на медной пластине. А ещё, мне очень хотелось понять, почему же такой фотографии нет повсеместно?

Как-то я рассказал об этой затее strain_pulse, и мы решили попробовать ответить на этот вопрос вместе.

❯ Начало пути

Светочувствительность меди я использовал ещё в радиолюбительской практике. Достаточно было зачистить стеклотекстолит до блеска мелкой наждачной бумагой, затем положить сверху трафарет, нарисованный тушью на кальке, и оставить всё это под очень яркой лампочкой (150-200 Вт) на сутки. После этого на плате появлялся рисунок, который можно было обводить цапон-лаком.

Этот метод этот был описан в книге О.Г. Верховцев К.П. Лютов «Практические советы мастеру-любителю: Электротехника. Электроника. Материалы и их обработка.» 1987 г.:

Чтобы активировать поверхность меди и ускорить процесс её фотоокисления, нужно использовать хлорное железо… В 2015 году я с успехом повторил этот опыт и подробно описал у себя в ЖЖ. Приведу две фотографии оттуда.

Экспонирование

Полученный результат

Невооружённым взглядом видно, что получился хорошо читаемый негатив. Да, есть разводы, не очень хорошая контрастность, но вполне можно увидеть буквы и даже следы скрепок.

Именно с этого момента я точно понял, что хочу сделать настоящую живую фотографию на медной пластине и стал предпринимать множество попыток. Одной из них была покупка фотоаппарата “Любитель” и закрепление медной пластины внутри него. Но, к сожалению, ничего не получилось.

Только после того, как я объединил усилия с strain_pulse, у нас начали появляться реальные результаты.

❯ Первые опыты

Первые планы были наполеоновские: сделать из коробки и линзы простейшую фотокамеру, и на неё заснять некоторый объект.

Идея такая: мы активируем медь в хлорном железе, размещаем её внутри импровизированной фотокамеры, закрываем коробку, включаем свет, и спустя десять минут радуемся результату.

В камере главное — это объектив. Его роль играла обычная собирающая линза. А главное, у линзы — это фокусное расстояние. Зная его и прикинув, во сколько раз хотим увеличить/уменьшить изображение относительно объекта, мы по формуле тонкой линзы легко сможем определить на каком расстоянии расположить объект, и где искать изображение.

Фокусное расстояние с достаточной для нас точностью измерить довольно легко. Нужно взять простую советскую… линзу и с её помощью получить на полу резкое изображение лампы, которая висит на потолке. Расстояние от линзы до пола будет с высокой точностью равно фокусному. Это следует из всё той же формулы тонкой линзы, если пренебречь слагаемым, содержащим расстояние от линзы до потолка.

Изображение мы решили делать уменьшенным примерно в два раза, чтобы собрать больше света и снизить время экспозиции. Рассчитав все расстояния, стали по линейке и экрану определять, не ошиблись ли мы в расчётах.

Увидеть сие действо можно на фотографии ниже. Для точности, в качестве экрана следует использовать инструкцию к фрезерному станку, ну или в крайнем случае — к токарному — это пункт обязательный 😉

Настройка оптической схемы

После этого берём подходящую коробку, и открываем кружок умелые руки, а спустя 10 минут получаем готовую камеру. На вспененный полиэтилен наклеен двухсторонний скотч, куда будет крепиться медная пластина.

Получившаяся камера

После того как камера готова, осталось просто выключить свет, замочить фольгированный текстолит на две минуты в хлорном железе и зафиксировать на нужном месте. Включаем свет и даём экспозицию.

Экспозиция

Через десять минут открываем дрожащими руками коробку иииии… Ничего… Вообще, ничего, никакого эффекта. То есть медь даже цвет не поменяла. Это был провал…

Время было позднее, и я поехал домой, захватив этот активированный текстолит. А дома мне пришла другая интересная мысль.

❯ Удивительное открытие

Пока я ехал в метро, мы переписывались в телеге. Пришла идея, что стоит использовать что-то более коротковолновое. Судя по цвету меди, она должна хорошо поглощать ультрафиолет.

Придя домой, я взял эту активированную медную пластину, положил на неё десять рублей, и засунул на десять минут в лампу для ноготочков.

Фольгированный текстолит с монеткой

Каково же было моё удивление, когда спустя десять минут медь почернела там, где на него светила лампа, и осталась розовой под монеткой.

Два главных вывода из этого опыта:

Главным действующим лицом в чернении меди является ультрафиолет.
Пластины после активации хлорным железом медь можно хранить некоторое время в тёмном месте.

Второй вывод полезен тем, что можно заранее заготовить медные пластины и потом ставить их в фотоаппарат.

Следующий вопрос: а есть ли возможность дезактивировать медь? Была попытка помыть с мылом и мочалкой плату и затем закинуть обратно под УФ лампу.

Купание

Выводы, увы, неутешительные. Всё равно темнеет, и нужно искать другие способы закрепления.

Мы попытались повторить опыт с импровизированным фотоаппаратом и мощным УФ-фонариком.

Фотографирование в лучах УФ

К сожалению, ничего не получилось. И дело не в линзе, которая может задерживать часть УФ (но для этого диапазона это никак не влияет), просто не хватает интенсивности света.

Вы видите изображение? Я тоже не вижу…

Но, явно мы на верном пути, и нужен другой подход.

❯ Контактная фотография

Мы решили отложить непосредственное получение фотографии, и сосредоточились на методике фактического получения читаемого снимка в меди. Для этого решили использовать негативный портрет на фотопластинке, который strain_pulse делал в своём кружке. Процесс получения такой фотографии называется контактная печать.

Взяв текстолит, мы просто натёрли его ваткой, смоченной в растворе хлорного железа, тем самым активировав медь. Способ хуже, чем погружной, но для подобных опытов годится. Затем взяли стеклянный негатив, положили сверху и начали светить ультрафиолетовым фонариком.

Засвечивание меди сквозь негатив

Светили таким образом минут 10, водя фонариком по всей плоскости негатива. После снятия стекла мы не ожидали увидеть никаких особых результатов, но каково же было наше удивлёние, когда всё получилось!

Первая удачная фотография в меди!

Даже отсканировал её на память.

Скан полученного изображения

Нам стало интересно, а только ли ультрафиолет может нам помочь, может что-то ещё бытовое и доступное может быть полезно.

❯ Можно ли использовать вспышку?

Следующий вопрос — это можно ли использовать энергию фотовспышки для этих целей?

Поскольку в результате опытов медь таки растворилась в хлорном железе, в запасах был найден лист текстолита 2 мм толщиной, метр на метр размером, и, что удивительно, фольгированный. Резать его было жалко, поэтому просто 2500 наждачной бумагой на углу было всё сошлифовано и активировано ваткой, пропитанной хлоридом железа.

После поместили туда негатив и начали “пыхать” вспышкой над негативом, до момента пока “зайчики” не стали выпрыгивать из глаз. Примерно так же, минут 10-15, с интервалами на зарядку конденсатора.

Попытка получить позитив с помощью вспышки

К сожалению, эксперимент показал, что вспышка не оказывает видимого воздействия на медь. В отличии, например, даже от обычного света ламп накаливания, благодаря которому активированная медь вполне себе темнеет.

❯ Обкатка технологии

Для того, чтобы добиться повторяемости, решил всё же выработать сносный алгоритм действий. Самое ценное — это выяснить время экспозиции. Для этого я вырезал из текстолита лист по размеру негатива и натёр его наждачной бумагой 2500 зернистости до блеска.

Активацию меди производил с помощью ватки. Скажу сразу, что способ плохой и не даёт равномерность покрытия. Плюс, время взаимодействия с раствором тоже важно. Лучше всего делать полное погружение в хлорное железа, а затем промывку в воде и сушку. Да, и делать это стоит при красной лампе, ибо обычный свет также темнит медь. Но, если быстро, то можно при обычном неярком свете.

Всё готово к активации

Кладу всё под УФ-лампу

В процессе опытов с разными промежутками от одной минуты до 15, я установил время оптимальной экспозиции — это 10 минут. В принципе его достаточно.

Ниже приведена экспозиция, спустя 5 минут. Читаемо, но видно плохо.

Ещё, очень важно — чтобы текстолит был сухим и чистым! На нём не должно оставаться солей хлорного железа, иначе при попытке смыть их, смывается всё — вместе с изображением.

Одна из главных проблем, которые сильно ограничивают применение такой фотографии, — это невозможность зафиксировать изображение. Проще говоря, после облучения позитив виден, но при хранении на свету светлые участки меди постепенно темнеют, и изображение пропадает. Для этого нужно было придумать способ фиксации изображения.

❯ Закрепление фото

Чтобы зафиксировать медную фотографию и предотвратить потемнение светлых участков, требуется деактивировать (или пассивировать) медь.

Первое, что мне пришло на ум — это после промывки покрыть полученную фотографию лаком, чтобы ограничить доступ кислорода и тем самым предотвратить фотоокисление. К сожалению, это не помогло: под слоем автомобильного лака из баллончика медь темнела так же интенсивно, как и без лака. Требовались более жёсткие меры.

И такое решение было найдено — это вещество бензотриазол (далее БТА). В пору процитировать википедию:

Бензотриазол — эффективный ингибитор коррозии для меди и её сплавов. При погружении медной или изготовленной из медных сплавов детали в раствор бензотриазола на её поверхности образуется пассивирующий слой, состоящий из комплекса между медью и бензотриазолом, предотвращающий коррозию. Этот слой нерастворим в воде и многих органических растворах, причём чем толще этот слой, тем эффективнее защита.

Чтобы приготовить закрепляющий раствор, нужно растворить 7 граммов вещества БТА в 100 граммах медицинского спирта.

Всё готово к экспериментам по закреплению фотографии

Активацию меди мы делали правильным способом — с погружением в раствор соли при красном свете. После была промывка в дистиллированной воде и экспонирование. Затем полученный позитивный отпечаток мы погружали в 7% раствор БТА в спирте.

Есть инструкция по применению, которую мы читали на банке этого вещества. Там рекомендуется погружать на несколько часов. Но в процессе экспериментов мы выяснили, что дольше пяти минут вещество полностью снимает фотографический отпечаток с меди.

Таким образом, первый отпечаток у нас не получился и полностью был смыт самим БТА. Второй отпечаток мы погружали буквально на минуту, но всё равно контрастность снимка ушла. А если учесть снимок и так не очень контрастен, то получается совсем грустно.

Отпечаток после закрепления в БТА. В растворе лежит контрольный кусок текстолита

Чтобы не дать дальше осветляться рисунку, БТА мы немного смывали спиртом. На мой взгляд это лишнее, можно было просто обтереть салфеткой. Тем не менее способ оказался рабочим.

❯ Выводы

Фотография в меди, через неделю лежания на подоконнике

Возможно нам не удалось окончательно установить способ фиксации изображения. Сама технология ещё требует доработки. Но факт остаётся фактом: на медь можно фотографировать! Здесь куча места для подобных опытов.

Краткая инструкция по получению снимка:

Все действия после активации лучше всего производить при красном свете (как с классической ЧБ фотографией).
Медную пластину требуется именно окунать в раствор хлорного железа, и не допускается протирать.
Время выдержки в растворе не менее одной минуты.
После раствора следует промыть в воде от соли и высушить пластину.
Экспозиция в УФ свете (или солнечном) не менее 10 минут. После экспонирования снимок в темноте прекрасно хранится.
Фиксировать стоит в растворе БТА в течение одной минуты, а после — просто насухо протирать.

Мы будем благодарны химикам, если они дадут рекомендации по фиксированию изображения и лучшей активации меди. Возможно какие-то другие рекомендации.

❯ Благодарности

Эта статья реализована в соавторстве с strain_pulse. Именно ему принадлежат многие классные идеи, которые были опробованы на практике. Выражаю благодарность девушке Софии К. за разрешение использовать негатив с её изображением для этих экспериментов и в данной статье.