Como funcionam os vidros (fotocromáticos)?

Um colega meu que costumava usar óculos. No entanto, estes não foram a sua corrida de óculos corretivo. Eles eram algo muito mais incomum. Eles ficaram automaticamente escuros quando ele tocou fora, mas aclarou quando estávamos em casa.

Perguntei ao sujeito sobre seus “óculos mágicos”, e ele orgulhosamente anunciou que eram óculos fotocromáticos.

Resposta curta:Os óculos fotocromáticos modernos, geralmente feitos de plástico, contêm moléculas baseadas em carbono que alteram sua estrutura molecular quando a luz UV os atinge (e assim eles absorvem mais luz) e ficam escuros. Da mesma forma, na ausência de luz UV, as moléculas inverter a sua forma original, tornando o vidro claro mais uma vez.

Os vidros fotocrômicos consistem em lentes ópticas especializadas chamadas lentes fotocromáticas que escurecem automaticamente na presença de certos tipos de luz (geralmente luz ultravioleta) de intensidade adequada, tornando-se “claras” novamente na ausência dessa luz em particular.

Também referidas como lentes fotocromáticas, elas são usadas principalmente em óculos de sol e janelas que escurecem dentro de um minuto ou dois quando o sol brilha muito brilhante e ficam claras em poucos minutos em condições de luz ambiente baixa. Vidros fotocromáticos podem ser feitos de diferentes materiais, incluindo vidro, plástico ou policarbonato.

As lentes fotocrômicas foram inventadas por William H. Armistead e Stanley Donald Stookey de Corning Glass Works no início dos anos 1960. O design desses óculos preliminares, entretanto, era completamente diferente dos que nós vemos geralmente estes dias.

Óculos de sol regulares (aqueles que não são fotocromáticos) têm um princípio básico de funcionamento: bloqueiam a luz de um comprimento de onda específico. Isso é feito de duas maneiras: o primeiro tipo de óculos de sol usa filtros coloridos. O que esses filtros fazem é deixar apenas uma cor específica da luz de entrada passar por eles.

O segundo tipo de óculos depende de um fenômeno ótico chamado polarização. Esses óculos apenas deixam passar aquelas ondas de luz que vibram em determinada direção.

Os copos fotocrômicos iniciais eram geralmente feitos de vidro e continham pequenos cristais de haleto de prata (por exemplo, cloreto de prata) que escureciam quando expostos à luz, assim como velhos filmes fotográficos.

No entanto, ao contrário destas películas, o escurecimento das lentes fotocromáticas era reversível, isto é, as lentes tornaram-se claras de novo uma vez que a luz ambiente foi abaixada. Os cristais utilizados no vidro de tais lentes eram minúsculos, tanto em número como em tamanho. Menos de 0,1% de cristais de haleto de prata, que eram 100 vezes mais finos que um cabelo humano, foram utilizados em vidros fotocrómicos iniciais.

Vidros fotocromáticos modernos, no entanto, são geralmente feitos de plástico, ao invés de vidro, e contêm carbono baseado em moléculas (orgânicas), em vez de compostos de prata. Esses compostos são alternativas melhores e mais eficientes para conseguir o efeito de escurecimento rápido e de limpeza rápida, uma vez que a sua estrutura molecular varia de acordo com a presença / ausência de um certo tipo de luz (normalmente a luz ultravioleta, uma vez que é um componente da luz solar) .

As moléculas fotocromáticas mais utilizadas são naftopiranos e oxanos, devido à sua capacidade de alterar a sua estrutura molecular reversivelmente por exposição à luz UV. Abaixo está um exemplo genérico de tal reação:

Uma das desvantagens mais comumente relatadas de óculos fotocromáticos é que eles levam um pouco mais de tempo para limpar do que para escurecer. Por exemplo, se uma pessoa caminha dentro de casa depois de estar no sol por algum tempo, os óculos permitirão que apenas cerca de60%da luz passe por eles durante os primeiros 5 minutos. Além disso, eles poderiam levar até uma hora para limpar completamente e tornar-se totalmente transparente novamente!

Outro grande inconveniente é que, uma vez que os compostos fotocromáticos dependem da presença de calor e luz para sofrer alterações, esses óculos são encontrados para ser mais eficaz no inverno e menos durante o verão (quando você precisa deles mais!).

As pessoas também relatam que os óculos fotocromáticos são menos eficazes dentro de carros e outros automóveis. Isto é porque as janelas de vidro destes veículos bloqueiam os raios UV em grande medida eles mesmos, assim que as moléculas photochromic presentes em seus vidros não recebem bastante raios UV para sofrer mudanças e ser eficazes.

Apesar destas poucas desvantagens, não há dúvida de que as lentes fotocromáticas representam um pedaço brilhante de engenharia óptica e são muito convenientes para pessoas que não querem mudar de óculos toda vez que saem para fora!