Фотохромные материалы

Светофильтры из цветных стекол или окрашенных полимеров ослабляют как сильное, так и слабое излучения. В этом отношении

3

они постоянны. В условиях переменной освещенности целесообраз­ны переменные светофильтры, ослабляющая способность которых зависела бы от освещенности и воздействия ультрафиолетового из­лучения. Такие светофильтры могут быть получены на основе фо-тохромных материалов.

Фотохромные линзы — линзы обратимо изменяющие свою прозрачность в видимой области спектра в зависимости от осве­щенности и интенсивности облучения ультрафиолетовым и корот­коволновым видимым излучением. После прекращения облучения светопропускание материала линзы восстанавливается. В настоя­щее время фотохромные материалы — это особый большой класс веществ, насчитывающий десятки видов. По виду матричного ве­щества они подразделяются на три типа: кристаллические вещест­ва, органические материалы и фотохромные стекла, и существен­но отличаются по ряду свойств и по рекомендации к их примене­нию.

Одним из наиболее перспективных направлений для целей оп­тической промышленности является производство фотохромных неорганических стекол. Существует ряд факторов, обосновы­вающих такое предпочтение: механическая прочность; влагостой­кость; температуроустойчивость; технология изготовления не от­личается от технологии изготовления обычного стекла; фотох­ромные параметры не ухудшаются со временем и в процессе работы.

Неорганические фотохромные стекла бывают двух типов:

1. Стекло, имеющее фотохромную матрицу.

2. Стекло с активизирующими добавками.

В первом случае добавки служат для усиления фотохромных свойств, во втором превращают матрицу в фотохромное стекло. Бо­лее распространен второй тип (добавками являются серебро, медь, кадмий и др.).

Кристаллы галоидного серебра обладают светочувствительнос­тью, т. е. под воздействием актиничного излучения происходит вос­становление серебра. Пока действует излучение, образуется метал­лическое серебро, частицы которого вызывают потемнение стекла (концентрация частиц пропорциональна интенсивности излучения). Как только излучение прекращается, серебро вступает в реакцию с галогенами и стекло обесцвечивается.

Полученные любым способом и отожженные заготовки деталей из фотохромного стекла подвергаются специальной обработке (на­водке), для придания стеклу фотохромных свойств. Наводка произ­водится при температуре 650°—700°.

39

Наиболее широкое применение фотохромное стекло получило для солнцезащитных очковых линз. Медико-биологические исследо­вания показали целесообразность использования очковых фотох-ромных стекол. Для защиты от световых вспышек существуют стекла с высокими скоростями потемнения.

Фотохромные линзы из минерального стекла имеют несомнен­ные достоинства (высокую абразивоустойчивость и долговечность). Но в затемненном состоянии у таких линз с высокой рефракцией наблюдаются различия в окраске центральной и периферической зоны. Так же они, как и любые минеральные линзы, довольно трав­моопасны в силу своей хрупкости.

Органические^ фотохромные линзы появились в начале 80-х го­дов, но по своим свойствам они уступали имеющимся на рынке минеральным линзам (медленное затемнение, нежелательные цве­товые оттенки и т.д.). В настоящее время разработано множество органических фотохромных материалов, не уступающих минераль­ным по своим свойствам.

Существует три способа внедрения полимерных добавок в со­став линзы:

1. Добавки распределены во всем объеме полимерной линзы (полимеризация в массе). При этой технологии обеспечивается большая долговечность фотохромных линз по сравнению с линза­ми, содержащими пигмент только в поверхностном слое. Долговеч­ность линз объясняется тем, что по мере исчерпывания ресурса фотохромных молекул на поверхности начинают активизироваться и темнеть под воздействием ультрафиолетового излучения молеку­лы, расположенные более глубоко.

2. Добавки содержатся в тонком поверхностном слое линзы (пле­ночная технология). При этой технологии фотохромные пигменты диффундируют внутрь материала линзы на глубину примерно 0,15— 0,20 мм. Такой способ позволяет изготавливать фотохромные линзы различных дизайнов из широкого диапазона материалов. Для таких линз характерно, что равномерность затемнения не зависит от реф­ракции линзы.

3. Внедрение тонкой фотохромной пленки в материал линзы. Эта технология носит название LifeRx, и, в настоящее время, она прак­тически не представлена на Российском рынке.

Независимо от материала линз они чувствительны к температу­ре. Чем ниже температура воздуха, тем сильнее затемнение линзы. То есть в солнечный жаркий день они пропускают больше света чем в зимний ясный. Любые фотохромные линзы дают прекрасную за­щиту от ультрафиолета, что является несомненным преимуществом.

40