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光致变色镜片

2018-07-31 15:08:44     所属分类:变色效应
光致变色眼镜镜片(聚合物薄膜),有部分镜片被纸覆盖之后暴露在阳光下。 Note the two levels of coloration around the dark-light interface, arising from the fact that the photochromic molecules are located in two thin films (on the front and back surfaces of the lens).

光致变色镜片是一种当曝露在某特定波长的光(一般是紫外光)时会变得深色的镜片,而当不再被此光源照射便会回复原有的透光率而变得清透。光致变色镜片可以由玻璃或包括聚碳酸酯在内的塑胶制成。 其变色效果是由添加在镜片内的氯化银或其他卤化物,此类物质在没有被紫外光照射时对可见光是透明的,当被紫外光照射时就会起化学反应,化学反应后变成会吸收部分可见光而令镜片呈现得深色。此化学反应属可逆反应,所以当不再被紫外光照射时镜片就会回复原有透明的状态。

目录

  • 1 发明经过
  • 2 技术详情
    • 2.1 镜片构成
    • 2.2 变色速度
    • 2.3 温度影响
    • 2.4 寿命
  • 3 参考资料

发明经过

光致变色镜片是由康宁公司(Corning Glass Works Inc.)的 Roger Araujo英语Roger Araujo在60年代所发明。

技术详情

光致变色效果是由加在镜片的化学物质所造成,在玻璃与塑胶上的作法有所不同。在玻璃镜片中加入了微晶体结构的卤化银(一般是氯化银)于镜片中。在塑胶镜片中,则使用有机光色分子(例如oxazines 或 naphthopyrans)。 由于使用上的要求,光致变色镜片多设计成在户外环境会变得深色,而在室内环境则保持透明。为达至这效果,镜片内的化学物只会对紫外光(UV)有反应而变黑,户外光源是太阳,阳光含有的紫外光就会令镜片变黑。而因为室内的人工光源多不含紫外光(或紫外光含量远低于阳光),所以能保持透明。

由于车窗玻璃会挡去部分紫外光,车厢内的光致变色光片会显得较为浅色。有些光致变色镜片会对可见光有反应而变深色,可以避免以上情况,但却衍生出其他问题,因为要对可见光作出反应,因此无可避免会吸收了部分可见光,所以即使在光线较弱的环境下也不能透明。

镜片构成

光致变色物质可以添加于镜材之中,也可以附加于镜片表面。 玻璃镜可以加入致光变色物质中,光致变色物质是平均分布于玻璃之中,如此,玻璃镜片就可以造出效果,由于变色后颜色的深度与玻璃的厚度有关,因此用在矫视镜片时就有颜色深度不均的问题。[1]

而在镜片表面附上一层光致变色物质的方法在玻璃及塑胶镜片都适用。光致变色膜层可以以俱光学特性的接合剂粘贴于玻璃镜片表面,[1]而以塑胶制成的光致变色镜片则是在表面镀上一层平均的150µm厚光致变色物质。此类方法没有因厚度不均而导致的颜色不均问题。

变色速度

在变色速度方面,被紫外线照射1分钟足可大体上变暗,要达至完全变暗则须连续被紫外光照射15分钟。[2]由暗变为透明的速度相对较慢,明显的变浅须时2分钟,大体上变浅则须5分钟,超过15分钟后才能完全变回透明。伦敦大学学院的眼科学院有研究发现光致变色镜片在黑暗环境中仍然会吸收20%的环境光。[3]

温度影响

光致变色物质由深色换为浅多是热反应,因此在较高温的环境中会变暗后会较正常浅色。因此光致变色镜片在高温天气下不及一般太阳眼镜暗,所以不能完全取代太阳眼镜。反之在较冷的环境下就可以有较深色效果,故此光致变色镜片较适合用于雪地多于夏日户外活动。

由于上述特性部分生产商的光致变色镜片产品设计成由暗色转为更暗色,但这类产品只适合户外使用,并不适合一般用途。

寿命

以塑胶制成的光致变色镜片寿命约2至3年,其后转色能力会变差。以玻璃制成的则可以拥有很长的寿命。

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Feedline:德商雅基利股份有限公司 - 蔡司玻璃变色镜片。. (原始内容存档于2015-03-29). 
  2. ^ 存档副本. [2013-02-08]. (原始内容存档于2013-02-15). 
  3. ^ Selva Kumar. UCL in the News: Lookout's lenses blamed for sea accident. UCL News. 19 April 2007 [28 February 2014]. 

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