La guía definitiva sobre cómo funcionan las lentes fotocromáticas

1. ¿Qué es la tecnología fotocromática?

Primero, cuando miras la palabra fotocromático, se compone de dos palabras:

• Foto, que se refiere a luz
• De cromo que se refiere a la  color

De ello se deduce que un material fotocromático es aquel que sufre un cambio reversible de color (tinte), al exponerse a un determinado umbral de radiación ultravioleta (ultravioleta).

Estoy seguro de que usted ha visto este tipo de materiales.

He aquí un buen ejemplo:

Como puedes ver, el color de este Lámina y película fotocromática de policarbonato, cambios en la exposición a la radiación ultravioleta.

Normalmente, este cambio se debe a la reacción molecular de los compuestos fotocrómicos en estos materiales.

Es decir, un determinado umbral de radiación ultravioleta inicia un cambio reversible en la estructura molecular de los compuestos fotocrómicos.

Es esta reacción la que hace que el cristalino se oscurezca.

La intensidad y la uniformidad del tinte dependerán de la composición química de estas moléculas en la lente.

Aprenderá más sobre esto más adelante en esta guía.

Además, puedes aprender más sobre la historia y los avances de esta tecnología en este curso gratuito. Guía completa sobre la tecnología fotocromática.

¿Qué es una lente fotocromática?

Son lentes que permanecen transparentes/casi transparentes en interiores (en ausencia de un umbral específico de UV) y se oscurecen/cambian de color en exteriores (al exponerse a un umbral específico de UV).

En la mayoría de los casos, las lentes tardan unos 30 segundos en teñirse completamente y entre 2 y 5 minutos en cambiar al color original.

Entonces, el cambio en molécula fotocromática La estructura dará como resultado el siguiente fenómeno:

Esto ilustra cómo cambia una lente fotocromática tanto en interiores como en exteriores.

Sé que quizás te estés preguntando qué constituye realmente estos químicos fotocromáticos.

No os preocupéis, os lo explicaré en breve.

Por ahora, quiero que entiendas que los lentes fotocromáticos están hechos de muchos materiales.

Sin embargo, los materiales más comunes para lentes fotocromáticas son el vidrio y las láminas de policarbonato (plástico).

En el pasado reciente, lámina de policarbonato Se ha convertido en un material popular entre muchos fabricantes de lentes fotocromáticas.

Por supuesto, esto se debe a su resistencia a la rotura y a otras características deseables. Características de las láminas de policarbonato.

Desde Roger AraujoDesde que se fabricaron las primeras lentes fotocromáticas, se han producido muchas investigaciones e innovaciones.

Entonces, las empresas de la industria de lentes fotocromáticas intentan modificar estos accesorios para adaptarse a las necesidades específicas de sus clientes.

Por esta razón te darás cuenta que las lentes fotocromáticas modernas cuentan con moléculas orgánicas en lugar de compuestos de plata.

Lo explicaré en la siguiente sección.

Cómo funcionan las lentes fotocromáticas (la reacción molecular reversible que debes conocer)

Seguro que sabéis que el principio de funcionamiento de las lentes fotocromáticas depende del hecho de que:

• Los materiales fotocromáticos se tiñen u oscurecen al exponerse a un umbral específico de rayos UV.
• En ausencia de rayos UV, el tinte vuelve al color original del material fotocromático (se vuelve transparente).

En esta sección quiero discutir este tema en detalle.

Es decir, me centraré más en los cambios estructurales/moleculares que tienen lugar dentro de los materiales fotocrómicos.

De esta manera estoy seguro que entenderás cómo funcionan las lentes fotocromáticas.

Para que lo entiendas mejor, hablaré de los dos tipos de lentes fotocromáticas por separado.

Aquí está todo lo que necesitas saber:

· Cómo funcionan las lentes fotocromáticas de vidrio

Las primeras lentes fotocromáticas se fabricaron con vidrio.

En estas lentes, los principales elementos fotocromáticos eran principalmente compuestos de plata.

Estos compuestos de plata eran cloruro de plata o haluro de plata.

Los compuestos fueron incrustados dentro del sustrato de vidrio.

Este sustrato podría variar en tamaño, aunque el tamaño más común fue de aproximadamente 5 nm.

En este caso el tintado se debió a una reacción química que explicaré en breve.

Así es como los compuestos de plata reaccionan para crear un efecto fotocrómico:

Cloruro de plata:

Para fabricar una lente fotocromática de vidrio, es necesario mezclar cloruro de plata con cobre.

Normalmente, varios fabricantes utilizan vidrio de borosilicato para producir estas lentes fotocromáticas.

El proceso implica agregar cloruro de plata a la masa fundida, tras lo cual se produce el enfriamiento.

Sin embargo, en esta etapa, el vidrio es de un azul brillante y aún no es fotocromático.

Por lo tanto, es necesario someterlo a un tratamiento térmico a una temperatura de unos 600 °C para obtener propiedades fotocrómicas.

La duración del tratamiento térmico y la temperatura determinarán la sensibilidad de las moléculas fotocrómicas.

Ahora, cuando sometes la lente fotocromática de vidrio a una luz de onda corta, comenzará a teñirse gradualmente.

Esto implica que el cloruro de plata comenzará a descomponerse en plata y cloro.

Esto es lo que conduce al proceso de oscurecimiento.

Puedes ver las reacciones químicas a continuación que muestran los procesos de oxidación y reducción.

Oxidación y reducción del cloruro de plata.

Nuevamente, cuando se retira la luz ultravioleta, la plata comenzará a combinarse con el cloro. Es en esta etapa donde el cobre juega un papel fundamental.

Es decir, la presencia de cloruro de cobre (I) ayudará a revertir el proceso.

Puedes ver esto en la ecuación a continuación:

Una reacción que ayuda al vidrio fotocromático a conservar su color original.

Es un proceso al que nos referimos como Fotooxidación del vidrio fotocromático.

El hecho de que este proceso sea reversible lo hace útil para fabricar lentes fotocromáticas.

Ahora veamos el caso dos del efecto fotocromático en lentes.

· Cómo funcionan las lentes fotocromáticas de policarbonato

La comercialización de lentes fotocromáticas de plástico ha hecho que muchos fabricantes opten por láminas de policarbonato como una mejor alternativa.

Al adoptar materiales de policarbonato, pueden fabricar una gama de lentes fotocromáticas con diferentes diseños y formas.

Lentes fotocromáticas WeeTect

Pero lo más interesante es que la química detrás del principio de funcionamiento de las lentes fotocromáticas de plástico es bastante diferente a la del vidrio.

Estas lentes fotocromáticas dependen de compuestos a base de carbono.

Hasta ahora, se han producido mejoras significativas en esta industria con el objetivo de producir superficies fotocromáticas efectivas y de reacción rápida.

Por ejemplo, inicialmente los fabricantes de lentes fotocromáticas utilizaban piridobenzoxazinas.

Este es básicamente un tinte orgánico.

Hoy en día, se utilizan naftopiranos, y otros optan por indenonaftopiranos.

Entonces, veamos cómo reaccionan estos compuestos orgánicos para lograr propiedades fotocrómicas.

· ¿Cómo producen los naftopiranos efecto fotocromático en lentes de plástico?

En primer lugar, quiero señalar que la estructura de estos compuestos basados en carbono puede variar ampliamente.

Esto dependerá de lo que el fabricante opte por utilizar para sus productos.

Sin embargo, el funcionamiento de las lentes fotocromáticas seguirá siendo el mismo.

Repasemos algunos de los datos básicos sobre esta lente fotocromática de plástico:

Una ilustración de cómo los naftopiranos causan el efecto fotocrómico.

Siempre que se exponen estas lentes fotocromáticas de plástico a un determinado umbral de radiación ultravioleta, los enlaces químicos de estos compuestos se romperán.

Esto provocará un cambio completo en la estructura molecular.

Lo que sucede es que los enlaces débiles se romperán y las moléculas se reorganizarán para formar especies que absorben luz en longitudes de onda más fuertes.

Como resultado, la lente comenzará a teñirse.

Al eliminar o en ausencia de la radiación ultravioleta, estos compuestos de carbono conservarán su estructura original.

Como resultado, la lente de plástico conserva su color original.

Nuevamente, el cambio en la estructura se manifiesta aquí en forma de tinte de la superficie y conservación de su color original.

Así que, el resultado final es:

Si bien tanto los lentes fotocromáticos de plástico como los de vidrio se tiñen y conservan el color original al exponerse a la radiación UV, la química detrás de cada proceso es claramente diferente.

Nuevamente, no confunda los lentes fotocromáticos y lentes polarizadas.

Debes tener en cuenta que las lentes polarizadas están permanentemente oscuras o tintadas.

Por lo tanto, no cambian de color independientemente de si hay luz ultravioleta o no.

Ahora bien, ¿por qué deberías invertir en tecnología ahora que sabes cómo funcionan los lentes fotocromáticos?

Beneficios de las lentes fotocromáticas

Ahora que ya sabes cómo funcionan las lentes fotocromáticas, será importante conocer las razones exactas para invertir en este accesorio.

A continuación se presentan algunos de los beneficios de las lentes fotocromáticas:

Reducción de gastos innecesarios

Comprar una lente que pueda usarse tanto en interiores como en exteriores resulta rentable a largo plazo.

Un ejemplo de ello es una lente fotocromática.

Esta lente se ajustará automáticamente dependiendo de la intensidad de la radiación ultravioleta circundante.

Cómo las lentes fotocromáticas pasan de transparentes a oscuras

Básicamente, esto te ahorrará tener que invertir en dos lentes o gafas de sol.

De hecho, es por esta razón que la mayoría de la gente opta por lentes fotocromáticas y no polarizadas.

Garantiza protección UV

La lente fotocromática proporciona una protección máxima contra las radiaciones ultravioleta dañinas, como la luz violeta azul.

Obviamente, no es necesario forzar los mecanismos de defensa naturales de los ojos para mantenerse a salvo de la dañina radiación ultravioleta.

Normalmente, la eficacia de estas lentes dependerá de la calidad de las moléculas fotocromáticas del material.

Los lentes fotocromáticos son convenientes

Lo cierto es que solo tendrás un par de gafas de sol o lentes para actividades tanto en interiores como en exteriores.

Esto será mucho mejor que tomar dos o más vasos normales.

Además, será aún más agitado cambiar las gafas de sol, suponiendo que estés en una actividad al aire libre que requiera mucha de tu atención.

No más problemas oculares

Las lentes fotocromáticas protegerán tus ojos de cualquier forma de radiación ultravioleta.

Esto reducirá las posibilidades de sufrir Problemas oculares debido a la radiación UV, como ceguera o cataratas.

Posibles problemas oculares debido a la radiación UV

Consolidación de la tecnología fotocromática con otras tecnologías de recubrimiento

En particular, para mejorar el rendimiento de sus lentes, puede utilizar tecnología fotocromática junto con otras tecnologías de recubrimiento de lentes.

Es decir, puedes tener antivaho hidrófilo, antiabrasión, resistente a los rayos UV. tecnologías de realidad aumentada, sólo por mencionar algunos.

Pero, de nuevo, aunque ha habido mejoras significativas en la tecnología fotocromática, todavía hay que lidiar con ciertos desafíos.

Estos son algunos de los desafíos que la mayoría de los fabricantes de lentes fotocromáticas deben afrontar:

Tiempo de reacción lento

Como indiqué al analizar cómo funcionan los lentes fotocromáticos, podría haber un retraso en:

• Reacción de oxidación y reducción en el caso de vidrios o,
• Cambio lento en la estructura de los compuestos de carbono en el caso de las lentes de policarbonato

Todo esto dependerá de la calidad de las moléculas fotocromáticas.

En la mayoría de los casos, las lentes pueden tintarse muy rápido, quizás en unos pocos segundos.

Sin embargo, el proceso inverso puede tardar bastante tiempo: unos cinco minutos.

Dependerá principalmente de la temperatura ambiente, que tiende a afectar el tiempo de reacción de las lentes.

Esto puede ser peligroso si entras inmediatamente en una habitación oscura.

Personas que sufren condiciones de luz extremas

A veces, los lentes fotocromáticos pueden no ser lo suficientemente oscuros para proteger tus ojos de condiciones de luz extremas.

Esto puede requerir que usted tenga una capa protectora adicional para bloquear la radiación ultravioleta adicional.

Aparte de estos dos, descubrirás que estos lentes pueden no ser efectivos en los automóviles.

Esto se debe a que el parabrisas bloqueará naturalmente la mayor parte de la luz que puede activar los elementos fotocromáticos.

Estoy seguro de que al elegir lentes de alta calidad que protejan los compuestos fotocromáticos de la degradación y garanticen una activación más rápida, sus ojos siempre estarán seguros.

Producto fotocromático WeeTect

1. Inserto de visera fotocromática 

2. visera fotocromática

3. Lentes fotocromáticos para gafas

4.Lámina y película fotocromática

Conclusión

Como puede ver, el principio de funcionamiento de las lentes fotocromáticas se basa en reacciones químicas invisibles o cambios en la estructura molecular. Sus efectos se manifiestan en forma de cambio de color. Nuevamente, para beneficiarse de todo esto, debe comprar lentes fotocromáticas de alta calidad de un fabricante confiable y de buena reputación.

No dude en ponerse en contacto con nosotros si tiene alguna pregunta sobre lentes fotocromáticas. En WeeTect, contamos con años de experiencia y conocimientos en diversas tecnologías fotocromáticas.

Y, por si quieres saber más sobre la tecnología fotocromática, aquí tienes algunos enlaces útiles:

• Gafas con oscurecimiento automático– Fuente: Noticias de química e ingeniería
• Lente fotocromática– Fuente: Wikipedia
• Una guía completa sobre la tecnología fotocromática–Fuente: WeeTect
• Evaluación del rendimiento de las gafas fotocromáticas– Fuente: NCBI
• Introducción a las moléculas orgánicas fotocromáticas– Por Wiley VCH