Οι επιστήμονες λύνουν το μυστήριο πίσω από τις πρώτες έγχρωμες φωτογραφίες
(άρθρο του advanced science news)
EDMOND BECQUEREL, SOLAR SPECTRAS, 1848, PHOTOCHROMATIC IMAGES, MUSÉE NICÉPHORE NIÉPCE, CHALON-SUR-SAÔNE
Ηλιακά φάσματα, Edmond Becquerel, 1848. Αυτές οι φωτοχρωματικές εικόνες πιστεύεται ότι είναι οι πρώτες έγχρωμες φωτογραφίες του κόσμου, ωστόσο η φύση πίσω από τα χρώματα παρέμεινε επιστημονικό μυστήριο μέχρι τώρα.
Στα μέσα του 19ου αιώνα, οι επιστήμονες επιμελώς εργάζονταν πειραματικά με μεθόδους για τη σύλληψη του ηλιακού φάσματος στις εικόνες. Ο Γάλλος φυσικός Edmond Becquerel ήταν ο πρώτος που το πέτυχε. Μια παλέτα χρωμάτων σε μια ασημένια πλάκα, αυτό είναι το θέμα της πρώτης έγχρωμης φωτογραφίας του κόσμου, που παρήγαγε ο Γάλλος φυσικός Edmond Becquerel το 1848, ονομάζεται “φωτοχρωματικές εικόνες” (photochromatic images) και θεωρούνται οι πρώτες έγχρωμες φωτογραφίες του κόσμου
Η διαδικασία του ήταν εμπειρική, δεν εξηγήθηκε ποτέ και εγκαταλείφθηκε γρήγορα. Λίγες από τις “φωτοχρωματικές εικόνες” του έχουν επιβιώσει επειδή είναι ευαίσθητες στο φως και παρήχθησαν πολύ λίγες αρχικά. Χρειάστηκε η εισαγωγή άλλων διαδικασιών για τη έγχρωμη φωτογραφία ώστε να γίνει δημοφιλής στην κοινωνία.
Για περισσότερα από 170 χρόνια, η φύση αυτών των χρωμάτων συζητήθηκε στην επιστημονική κοινότητα χωρίς λύση. Τώρα, όμως, μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Recherche sur la Conservation (CNRS/Muséum National d’Histoire Naturelle/Ministère de la Culture) “έριξε φως” σε αυτό το φαινόμενο, σε συνεργασία με το Synchrotron SOLEIL και το Laboratoire de Physique des Solides (CNRS / Université Paris-Saclay).
Φαίνεται ότι τα χρώματα που συλλέχθηκαν από το Becquerel οφείλονταν στην παρουσία μεταλλικών νανοσωματιδίων αργύρου, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στην Angewandte Chemie International Edition. Μετά την αναπαραγωγή της διαδικασίας του Becquerel για την παραγωγή δειγμάτων διαφορετικών χρωμάτων, η ομάδα ξεκίνησε επανεξετάζοντας τις υποθέσεις του 19ου αιώνα υπό το φως των εργαλείων του 21ου αιώνα.
Μια δημοφιλής θεωρία πίστευε ότι τα χρώματα προήλθαν από την οξείδωση αλάτων του αργύρου που χρησιμοποιήθηκε για να σχηματίσουν το ευαισθητοποιημένο στρώμα, το φύλλο του αργύρου πάνω στο οποίο εμφανίζονται οι εικόνες. Οι υποστηρικτές της ιδέας ισχυρίστηκαν ότι ο χρωματισμός οφείλεται σε αλλοίωση της χημικής σύνθεσης του στρώματος του αργύρου κατά την έκθεση στο φως. Με τη βοήθεια μελετών χημικής ανάλυσης και μορφολογίας, η ομάδα απέκλεισε μια σειρά τέτοιων υποθέσεων που είχαν προηγουμένως διεξαχθεί πίσω από τη φύση των φωτοχρωμικών εικόνων του Becquerel.
Αν τα χρώματα οφειλόταν σε χρωστικές που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια της αντίδρασης με το φως, θα έπρεπε να έχουμε παρατηρήσει παραλλαγές στη χημική σύνθεση από το ένα χρώμα στο άλλο, το οποίο δεν έχει δείξει καμία μέθοδος φασματοσκοπίας. Εάν ήταν αποτέλεσμα παρεμβολών, όπως και ο χρωματισμός που παράγεται από μερικές πεταλούδες, η έγχρωμη επιφάνεια θα έπρεπε να έχει δείξει τακτικές μικροδομές σχετικά με το μέγεθος του μήκους κύματος του εν λόγω χρώματος. Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκε περιοδική δομή χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία. Όμως, όταν εξετάστηκαν οι έγχρωμες πλάκες, εμφανίστηκαν νανοσωματίδια μεταλλικού αργύρου στη μήτρα από κόκκους χλωριούχου αργύρου – και οι κατανομές των μεγεθών και των θέσεων αυτών των νανοσωματιδίων ποικίλλουν ανάλογα με το χρώμα. Τα νανοσωματίδια που έχουν ιδιότητες σχετιζόμενες με το χρώμα είναι ένα φαινόμενο που είναι γνωστό στους φυσικούς ως επιφανειακά πλασμόνια, δονήσεις ηλεκτρονίων (στην περίπτωση αυτή, εκείνα των μεταλλικών νανοσωματιδίων αργύρου) που διαδίδονται στο υλικό. Ένα φασματόμετρο σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μέτρησε τις ενέργειες αυτών των δονήσεων για να επιβεβαιώσει αυτή την υπόθεση. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι σύμφωνα με το χρώμα του φωτός (και κατά συνέπεια την ενέργειά του), τα νανοσωματίδια που υπάρχουν στην ευαισθητοποιημένη πλάκα αναδιοργανώνονται: κάποιο κομμάτι και άλλα συνενώνονται. Η νέα διαμόρφωση δίνει στο υλικό τη δυνατότητα να απορροφά όλα τα χρώματα του φωτός, με εξαίρεση το χρώμα που το προκάλεσε – και επομένως, αυτό είναι το χρώμα που βλέπουμε.
