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光致变色镜片

Hui0721讨论 | 贡献2020年12月25日 (五) 00:38的版本 構成
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光致变色镜片。原图链接

光致变色镜片是一种当暴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。它的变色效果是由添加在镜片内的氯化银或其他卤化物。

目录

发明

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

技术

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份紫外光,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份可见光,所以即使在光线较弱的环境下也不能透明。

构成

以玻璃制成的光致变色镜片中,光致变色物质是平均分布于玻璃之中,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。以塑胶制成的光致变色镜片则是在表面加上一层平均的150µm厚光致变色物质,因此没有颜色不均的问题。

光致变色分子可让镜片呈现透明、深色以及各种不同的色调层次。当镜片受到紫外线照射时,镜片中的数百万兆光致变色分子便会开始改变其结构。正是这个反应导致镜片的颜色加深。所有可随光线调节色调的镜片均采用了光致变色分子;每一种配方都已整合至镜片表面。这些分子可持续、流畅地重新作用,不论是在阳光下、乌云密布时或是在室内,都能调节的光线量进入眼睛[1]

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。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。

温度影响

光致变色镜片未暴露在阳光下的状态看起来与一般镜片无所不同,适用于太阳光线与室内外环境变换频繁的运动。 搭配独特的变色电镀技术,镜片可以依据在阳光下暴露的程度由浅变深与反朔。 温度则是另一项影响镜片片色程度的因素。在较寒冷的环境下其变色程度会深于温热带地区。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。

由于上述特性部份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[2]

参考资料