Фотосоларните очила: как работят?

03 декември 2017 г., 13:50
679

gritsalak karalak / Shutterstock

Лято. Слънце. Приказно време. Само да не ти се налага често да излизаш навън и пак да влизаш: сложи слънчевите очила, махни слънчевите очила. Спасението е едно – фотосоларни стъкла. На тъмно са светли, на слънце се затъмняват. Как обаче става това?

Самооцветяващите се стъкла на очила са изобретение на Стенли Доналд Стууки и Уилям Армистед от американската фирма за стъкло и керамика Corning. През 1964 г. те патентоват фотохромната леща. Фотохромни  (светлинно оцветяващи се) всъщност е точното название на тези стъкла. В биологията фототропизъм се нарича движението на растенията, причинено от светлинни дразнители. 

Фотохромните очила предизвикват в началото на съществуването си истинско изумление, когато потъмняват и после изсветляват съвсем сами.  Стъклата на практика реагират на невидимата ултравиолетова част от слънчевата светлина (с дължина на вълната 300-400 нанометра). Светлочувствителната субстанция в стъклата – това са сребърни соли, и по-точно съединения на среброто с халогени – сребърен хлорид (AgCl), сребърен бромид (AgBr), сребърен флуорид (AgF), сребърен йодид (AgJ).  Когато ултравиолетовата светлина попадне върху тях, разгражда молекулите, при което сребърните йони се превръщат в неутрални сребърни атоми (Ag), тъй като поглъщат електроните  (които са с отрицателен заряд) от йоните на халогените. Сребърните атоми обагрят стъклото в тъмен цвят и не пропускат светлина. Щом изчезне източникът на ултравиолетова светлина (например в помещение), се наблюдава обратният процес – сребърните атоми отново губят електрони и стъклата стават прозрачни.

Процесът може да се управлява чрез концентрацията на среброто. Видът на сребърния халогенид в стъклото – като хлорид или бромид, определя оттенъка при потъмняването.
Това, което се случва с фотохромните стъкла, е сходно с промиването на снимки в черно-бялата фотография. И там роля играят атомите сребро, само че те се фиксират в неутрално, тъмно състояние, за да съществува снимката дълго време, и процесът не е обратим.

Сребърните халогениди обаче не могат да се използват контролирано в очила от пластмаса. За тях са изобретени нови оцветяващи субстанции - затъмняването става не с минерални сребърни халогениди, а с органични съединения.  И те се променят от предизвикана от ултравиолетовите лъчи тъмна форма в прозрачна основна форма.

Друга фототропна субстанция, наречена накратко HABI,  представи Хиро Абе от университета „Гакуин” край Токио.  При нея процесът на оцветяване на стъклата до тъмносиньо трае едва 30 милисекунди, а обратният – до прозрачно, е мигновен, протича в момента, в който изчезва източникът на ултравиолетовата светлина.

Ключови думи:
Коментари