Fotokroomsete prilliläätsede materjalid

Ajalugu

Esimesed fotokroomsed mineraalläätsed valmistati 1964. aastal, kuid möödus veel tervelt 10 aastat enne kui läätsed olid piisavalt hea fotokroomse toimega, rahuldamaks prillikandjaid.

Tööpõhimõte

Enamike toonitud prilliläätsede eesmärk on silmade kaitsmine liialt ereda valguse eest ja samas võimalikult hea nägemisteravuse säilitamine. Püsiva tooniga optiliste päikeseprillide puuduseks on nende ülemäärane tumedus siseruumides, mistõttu selliseid prille kandev, kuid optilist korrektsiooni vajav inimene peab läbipaistvate klaasidega prille kogu aeg kaasas kandma.

Väga heaks lahenduseks on fotokroomsed prilliläätsed, mida toodetakse 60-ndate keskpaigast alates ja mis oma tehniliste näitajate poolest siiamaani pidevas arengus on. Prilliläätse fotokroomse reaktsiooni põhjustavad klaasisulamile lisatud hõbedahalogeenid. Tumenemist põhjustab lühilaineline kiirgus vahemikus 300 kuni 450 nanomeetrit (nm). Aatomi tasandil on fotokromismi põhiliseks mehhanismiks elektronide vahetamine hõbeda aatomi (sisaldub materjalis hõbekloriidina) ja seda ümbritseva keskkonna vahel. Valguse puudumisel on hõbekloriidil ioonside ja hõbeda ioon on läbipaistev ning lääts on hele. UV kiirguse toimel eraldub ebastabiilne elektron kloriidiooonist ja ühineb hõbeiooniga ning läbipaistvad hõbedasoolad muutuvad valgust neelavaks metalliliseks hõbedaks, mille tulemusena prilliläätsed tumenevad. Oma endise läbipaistvuse saavutavad läätsed soojuskiirguse (termiline pleekumine) ja pikalainelise kiirguse toimel (optiline pleekumine). Metalliline hõbe muutub uuesti hõbedasooladeks, kaotab oma valguse neelamise võime ning prilliläätsed muutuvad uuesti läbipaistvaiks. Fotokroomset efekti põhjustavate aineosakeste diameeter kõigub 8 – 15 nm.-ni.

Fotokroomset reaktsiooni võib korrata mistahes arv kordi. Erinevalt vanemat tüüpi fotokroomsetest prilliläätsedest, sõltub uuemate fotokroomne reaktsioon konkreetse n.ö. peamassi tüübist (varasemal ajal kasutati ainult tavalist kroonklaasi, n=1.5). Fotokroomse prilliläätse läbilaskvus ja tumenemise/selginemise aeg sõltuvad kolmest tegurist:

1) kiirguse liigist

2) kiirguse intensiivsusest ja toimimise ajast

3) läätse temperatuurist

Tavalises päevavalguses, mitte otseses päikesekiirguses, on UV kiirgusel nii suur osa, et fotokroomsed läätsed tumenevad ka varjus ning mõnikord rohkemgi kui heledas päikesevalguses, kus on suur osa soojuskiirgusel, mis tõstab oluliselt läätse temperatuuri. Mägedes tumenevad fotokroomsed läätsed eriti tugevalt, kuna seal on UV kiirguse intensiivsus väga suur. Talvel, kui välistemperatuur on madal, lähevad fotokroomsed läätsed eriti tumedaks, kuid selgenevad aeglaselt. Suvel aga ei muutu läätsed nii väga tumedaks, kuid selgenevad kiiremini.

Oluline osa on kindlasti ka õhu läbipaistvusel (mis selgus ka mägede suhtes). Sombustes suurlinnades tumenevad fotokroomsed läätsed vähem, sest saastatud õhk neelab UV kiirgust. Samuti on tumenemine nõrgem kinnises autos olles, kuna autoaknad neelavad UV kiirgust, autokere varjab olulise osa ergastavast kiirgusest ning enamasti on ka õhutemperatuur autos kõrgem kui väljas.

Suurte akendega ruumides ei selgene fotokroomsed prilliläätsed alati täielikult, kuna aknaklaas ei neela kogu UV kiirgust (õigemini neelab suht tühise osa) ja samas võib ka ruumi sisevalgustus anda fotokroomsele läätsele vajalikku ergastavat kiirgust (fluorestsentslambid).

Standard

Kuna fotokroomset efekti esile kutsuvad valgustingimused on muutuvad, siis on standardiga DIN 58217 ette nähtud valguse nõrgendamise piirid (15% kuni 75 %- ni) vaid ligikaudsed.

Din 58217 jaoks vajalikke mõõtmisi tuleb teostada järgmistes tingimustes

1. prilliläätse paksus 2mm.

2. läätse temperatuur 23 C°

3. valgustatus 50 klx

Iga kõrvalekalle neist tingimustest põhjustab läätse fotokroomse reaktsiooni erinevuse.

Läätse paksuse mõju.

Fotokroomse reaktsiooni tsentrid (mikroosakesed) jaotuvad läätse ruumalas ühtlaselt, samal viisil värvipigmendiga lisandvärvusega läätsedel. Siiski sõltub fotokroomsete läätsede valguse nõrgendamine vähem läätse paksusest, kuna pealmised ergastatud kihid takistavad alumiste kihtide tumenemist. Läbilaskvuse (tumenemise) erinevust võib täheldada vaid suurte paksuste erinevuse korral.