Lentila fotocromatică

O pereche de ochelari cu lentile fotocromice: partea obiectivului acoperită în timpul expunerii la lumina soarelui este încă limpede.

Lentilele fotocromice sunt lentile care, atunci când sunt expuse la radiații UV sau la lumina soarelui în general, inițiază o reacție chimică reversibilă și se întunecă. Odată ce iradierea luminii sau a razelor UV dispare, acestea revin treptat la starea inițială de transparență.

Aceste lentile protejează împotriva razelor UV și a strălucirii solare ca ochelarii de soare , deși nu le pot înlocui în toate situațiile.

Lentilele fotocromice, atunci când nu sunt expuse razelor UV, se dovedesc a fi foarte clare, deși nu sunt ca lentilele transparente clasice; cu toate acestea, diferența este minimă și abia perceptibilă cu lentilele noilor generații, care în stare clară au o ușoară culoare reziduală.

Istorie

Primele lentile fotocromice au fost dezvoltate în prima jumătate a anilor șaizeci ai secolului al XX-lea de către Corning , care a realizat primele studii privind aplicarea materialelor reactive la lumină în domeniul lentilelor din sticlă oftalmică; difuzarea acestor lentile a început spre anii șaptezeci.

Mulți ani, posibilitatea de a avea fotocromice pe lentile a fost limitată la lentilele din material mineral ( sticlă ), deoarece procesul aplicat lentilelor minerale nu este compatibil cu materialele organice din care sunt compuse lentilele incasabile care în anii optzeci au depășit clasicul lentile de sticlă.

Deși în Statele Unite deja în anii optzeci, compania americană de optică a lansat pe piață Photolite, primul obiectiv fotocromic din material sintetic incasabil, care a fost obținut cu un nou proces complet diferit de cel pentru lentilele din sticlă, a fost necesar să așteptăm începutul anilor nouăzeci pentru a vedea primele lentile fotocromice într-un material incasabil, cu o calitate și performanță remarcabile și cu succes și difuzare la nivel mondial; toate acestea s-au întâmplat datorită experimentelor PPG și ale companiei sale în curs de tranziție (care a devenit ulterior liderul mondial în sectorul acestor lentile). Lentilele fotocromice incasabile au oferit inițial o calitate mai scăzută și nu sunt comparabile cu lentilele din sticlă fotocromatică și doar de mai puțin de 10 ani odată cu evoluția tehnologică și succesiunea noilor generații de lentile, fotocromatismul pe lentilele incasabile a atins și a depășit în mare măsură performanța lentilelor în sticlă și a eliminat principalele defecte care au afectat primele generații ale acestor lentile.

Tehnologie și funcționare

Fotocromatica se realizează foarte diferit în funcție de materialul folosit pentru lentile.

În cazul lentilelor de sticlă , se utilizează sticlă borosilicată și aceasta se face fotocromă prin adăugarea la amestecul de bază a substanțelor fotocromice precum săruri și microcristale de halogenură de argint și / sau clorură de argint; după răcire, sticla are o culoare albastră strălucitoare, dar nu posedă încă proprietăți fotocromice. Pentru a declanșa aceasta din urmă, amestecul este supus unui tratament la aproximativ 600 ° C ; durata și temperatura acestui proces afectează culoarea sticlei, viteza reacției fotocromice și gradul maxim de întunecare a lentilei.

În cazul lentilelor din plastic , se utilizează compuși organici precum oxazină sau naftopirane sau amestecuri de indolino-spironafto-xazină; aceste substanțe sensibile la lumină își schimbă structura chimică atunci când sunt iradiate cu lumină UV și albastră. În lumina soarelui, moleculele acestor substanțe se deschid ca o floare și determină schimbarea culorii lentilei.

Pentru realizarea lentilelor fotocromice standard care nu se pot sparge ( indicele de refracție 1.5), nu se folosește CR39 , care este cel mai cunoscut și utilizat material pentru fabricarea lentilelor oftalmice de nerespart, dar se folosește un material ușor diferit, CR330 , care, în ciuda caracteristicilor similare, este capabil să absorb substanțele chimice fotocromice, în timp ce materialele optimizate sunt utilizate pentru lentilele rezistente la spargere cu un indice de refracție ridicat.

Lentilele fotocromice incasabile au avantajul de a întuneca întotdeauna uniform; în lentilele de sticlă, materialul fotocromatic este distribuit pe întregul obiectiv și pe toată grosimea acestuia, ceea ce face ca lentilele cu grosimi diferite să aibă ușoare diferențe în oscurare și viteza de reacție; acest lucru poate fi enervant dacă trebuie să montați lentile de diferite grade dioptrice și, prin urmare, cu grosimi diferite pe un cadru și va fi cu atât mai evident cu cât diferența dintre cele două lentile este mai mare. Pe de altă parte, la lentilele fotocromice incasabile, materialele fotocromice sunt introduse într-un substrat creat în partea frontală a lentilelor și, prin urmare, gradul de întunecare și viteza de reacție vor rămâne întotdeauna uniform, indiferent de grosimea și valoarea dioptrică a lentilele; deși există (chiar dacă sunt utilizate într-un procent scăzut) lentile fotocromice incasabile colorate „în masă”, pentru care substanțele fotocromice sunt distribuite pe toată grosimea lentilei, timpii de întunecare și reacție rămân substanțial omogeni chiar și în cazul lentilelor potrivite cu grosimi diferite, spre deosebire de ceea ce se întâmplă cu sticla fotocromatică.

Primele lentile fotocromice incasabile au avut performanțe mai scăzute decât lentilele din sticlă, iar gradul lor maxim de obscuritate a fost mai scăzut și ar putea prezenta, de asemenea, defecte, cum ar fi modificarea colorării și reducerea gradului de obscuritate și performanță, până când se uzează și rămân întotdeauna clare după aceea câteva luni sau un an.

Astăzi, cu tehnologiile recente, aceste probleme au fost rezolvate și într-adevăr materialele incasabile au performanțe superioare materialelor minerale.

Lentilele fotocromice atunci când sunt expuse la lumina soarelui și, în consecință, la razele UV suferă o reacție chimică de către substanțele din interiorul lor, care face ca moleculele materialelor fotosensibile să se „deschidă” și aceasta întunecă lentilele cu cât este mai puternică energia razelor UV care le lovesc, atunci când nivelul de energie al radiației UV scade sau nu există radiații UV, cum ar fi atunci când purtătorul de ochelari intră într-un mediu intern, moleculele materialelor fotosensibile se închid din nou, obiectivul este dezactivat și pentru reacția chimică inversă revine treptat la starea clară inițială.

Lentilele fotocromice au o durată limitată a efectului lor care este de obicei de aproximativ 4 ani declarați după care materialele din interiorul lentilelor își pierd sensibilitatea la lumină, deși în ultimii ani noile lentile au arătat o durată mult mai mare, infirmând această „regulă”.

Cele mai recente tehnologii ale lentilelor fotocromice se întunecă în mod considerabil în reacție la lumina UV în mai puțin de un minut, apoi continuă să se întunece mai încet timp de încă 15 minute ^[1] . În același mod, apoi revin treptat la clar în absența luminii ultraviolete, până când se întorc aproape complet în aproximativ 5 minute: va dura încă aproximativ 15 minute pentru a reveni la starea de non-expunere.

Culori

Lentilele fotocromate pot avea tehnic diferite culori prin combinarea diferitelor substanțe care le compun, de la maro istoric la gri până la verde la alte culori; deși cele mai populare culori de pe piață sunt maro și gri și majoritatea producătorilor nu oferă alte culori, unele companii continuă să producă culori alternative precum verde, verde-gri, indigo și altele; din motive comerciale și de producție, majoritatea producătorilor tind să excludă culorile dincolo de maro și gri clasic, în special în sectorul lentilelor minerale.

Pro și limite

Avantajul acestui tip de lentile este faptul de a avea ochelari „handyman” care sunt întotdeauna colorați la exterior, dar niciodată prea mult sau prea puțin (întunecarea lentilei este proporțională cu intensitatea luminoasă a luminii și a razelor UV raze) și, prin urmare, să poată înlocui ochelarii de soare; cu toate acestea, aceste lentile au și limitări care nu le pot face întotdeauna un substitut pentru ochelarii de soare.

De exemplu, lentilele fotocromice nu se întunecă sau nu se întunecă prea puțin în mașină, deoarece parbrizul blochează o parte din razele UV și nu permite stimularea corectă a lentilei.

De asemenea, datorită faptului că trecerea la starea de lumină este un proces termic, cu cât temperatura ambiantă este mai mare, cu atât efectul fotocromatic va fi mai mic. Această dependență de temperatură înseamnă că aceste lentile nu pot fi comparate cu lentilele solare în medii foarte calde, deoarece performanța lor este redusă temporar și, prin urmare, vă puteți regăsi cu un obiectiv care nu se poate întuneca suficient și durează mult timp să se lumineze. Dimpotrivă, la temperaturi scăzute, efectul fotocromatic este foarte eficient și nu este afectat de climatul de mediu; deși această limită a fost redusă foarte mult la lentilele de ultimă generație de rupere, nu a fost resetată.

Notă

linkuri externe

• (EN) Lentile fotocromice , pe science.howstuffworks.com.