Le lenti fotocromatiche, introdotte nel mercato negli anni '60, grazie ai chimici Stanley Donald Stookey e William Armistead sono in grado di scurirsi quando sono esposte a radiazioni UV o alla luce solare ritornando ad essere chiare quando tali radiazioni non sono più presenti.
Fotocromismo
Il principio su cui si basa questo fenomeno è detto fotocromismo che consiste in una trasformazione reversibile di specie chimiche a seguito dell'assorbimento di una radiazione elettromagnetica tra due forme A e B che hanno diversi spettri di assorbimento:
Composizione
La tecnica fotocromatica fu inizialmente utilizzata a lenti in vetro e solo negli anni '80 che iniziarono ad essere messe in commercio lenti in materiale plastico. Quest'ultimo è costituito da policarbonati o, più frequentemente da poliallil-diglicol-carbonato (PADC) polimero appartenente alla classe dei poliesteri.
Nelle lenti sono contenuti ossidi metallici quali MnO2, Fe2O3, TiOx per diminuire la trasmissione di radiazioni UV.
Nelle lenti di vetro sono contenuti cristalli di cloruro di argento e cloruro di rame (I) che sono aggiunti al vetro fuso in cui vengono distribuiti uniformemente. In presenza di luce il cloruro di argento dà luogo a una reazione di ossidoriduzione:
AgCl → Ag + Cl
In cui lo ione argento è ridotto ad argento metallico mentre lo ione cloruro è ossidato a cloro atomico. La presenza di tali atomi fa sì che si abbia una diminuzione di trasmittanza della luce con l'effetto di annerire la lente. Lo ione rame presente serve ad impedire che gli atomi di cloro si aggreghino tra loro per dare cloro gassoso: infatti Cu+ è un buon agente riducente che riduce il cloro atomico a cloruro secondo la reazione:
Cu+ + Cl → Cu + Cl–
Lo ione Cu2+ è a sua volta ridotto a Cu+ dall'argento secondo la reazione:
Cu2+ + Ag → Cu+ + Ag+
Il risultato finale, quando la lente non è più esposta alla luce, è quello di ripristinare il cloruro di argento inizialmente presente.
Usi
L'utilizzo di molecole che hanno la proprietà di variare il proprio spettro di assorbimento in seguito a irradiamento con opportuna frequenza e di ritornare nel proprio stato iniziale ha costituito la base di partenza per ottenere lenti sintetiche in cui il cloruro di argento e il cloruro di rame (I) potesse essere sostituito da altre molecole compatibili con una sostanza plastica in cui l'effetto fotocromatico è ottenuto inserendo nel materiale altre molecole, questa volta di tipo organico, come i derivati del naftopirano.
Il naftopirano è costituito da una molecola di pirano fusa con il naftalene:
Tali molecole possono, a seguito di esposizione ai raggi UV o alla luce solare, dar luogo a reazioni reversibili. Ad esempio apertura dell'anello o isomerizzazione con formazione di composti colorati con l'effetto di annerire la lente
