شیشه های فوتوکرومیک

شیشه های فوتوکرومیک

استنلی استوکسی در میانه های دهه  ی 1960 برای نخستین بار شیشه های فوتوکرومیک  در کارخانه های شیشه های کورنینگ آن راساخت  ودر سال 1986 نشان ملّی ایالات متحده امریکا درفن آوری را از آن ِ خود کرد

هنگامی که شیشه های فوتوکرومیک در برابر آفتاب شدید قرار می گیرد تیره می شود وبه طور برگشت پذیری با کاهش نور روشن می شود. از آن جا که این شیشه ها تنها به هنگام نیاز ،به شکل دودی(آفتابی)عمل می کنند ،عدسی  های که با آن هاساخته می شوند دربسیاری از عینک های طبی کاربرد دارند. برخی خودروهای دارای شیشه های پنجره ی سقفی از جنس  فوتوکرومیک هستند؛ اما کند بودن واکنش وامکان پذیر نبودن کنترل درجه ی تیرگی شیشه توسط مصرف کننده موجب محدود شدن کاربرد این ماده در شیشه های جلو ، عقب وکناره ها  شده است .

 

روش تهیه شیشه ی فوتوکرومیک

برای تهیه این شیشه 01/0  تا 1/0 در صد نقره کلرید  با اندکی مس (І) کلرید به مخلوط شیشه مذاب افزوده می شود ،سرد کردن این مخلوط در شرایط ویژه به تشکیل بلور های بسیار ریز نقره کلرید می انجامد .اندازه ی این بلورها آن چنان کوچک است که با طول موج های بلند نور مرئی برهم کنش هایی دارند که از دید که عینک دارد پوشیده است . این شیشه ، نور فرا بنفش با طول موج کوتاه  جذب می کند

 

چگونگی تیره شدن شیشه

بلور های نقره کلرید شامل کاتیون های نقره و آنیون های کلرید است. پرتو های فرا بنفش ، این بلورها را به اتم های بدون بار نقره و کلر تبدیل می کند.مانند واکنشی که در فیلم های عکاسی نیز انجام می شود

 

Ag++e                Ag                     Cl                   Cl+e

اتم های نقره ، توده های کوچک کلوییدی نقره ایجاد می کند اگر چه این توده ها از شفافیت شیشه  نمی کاهند اما آن چنان فراوانند که شیشه را به رنگ خاکستری یا قهوه ای در می آورند.از این شیشه ها درعینک افراد نزدیک بین استفاده می شود ؛زیرا شیشه ی عینک افراد نزدیک بین در وسط نازک تر از کناره های آن است در حالی که مرکز شیشه ی عینک افراد دوربین  ضخیم تر از کناره های آن است  از آن جا که فراوانی ماده های رنگی در مرکز شیشه موجب تیرگی بیش از اندازه ی آن می شود ،در عینک افرادی که به دوربینی شدید دچارند  نمی توان از شیشه های فوتوکرومیک استفاده کرد

 

چگونگی روشن شدن شیشه

 نقش مس  (І) کلرید موجود در شیشه ی فوتوکرومیک ، بر طرف کردن لخته های متراکم نقره وروشن شدن دوباره شیشه است درجایی که شدت تابش فرابنفش کم تر است یون های مس  (І) ، اتم های کلر خنثی را به آنیون های کلرید می کاهند، یون های مس (І І) نیز که طی این واکنش اکسایش کاهش  تولید شده اند ، اتم های نقره را اکسید می کنند .

Cl+Cu+               Cl- +Cu2+

Ag + Cu2+                   Ag+ +Cu+    

کاتیون های نقره با آنیون های کلرید بار دیگر ترکیب شده ،بلورهای نقره کلرید تشکیل می دهند  به این ترتیب شیشه روشن می شود.