Photochromic là gì? Lịch sử, nguyên lý, ưu và nhược điểm

Trời nắng thì tròng kính sẫm màu, vào trong nhà lại sáng dần. Vì sao Photochromic có thể tự thay đổi như vậy? Hiểu cách công nghệ này hoạt động sẽ giúp bạn đánh giá ưu, nhược điểm và xem đây có phải lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng hay không. 

MỤC LỤC › Photochromic là gì? Hoạt động như thế nào?  1. Photochromic là gì?  2. Lịch sử phát triển công nghệ Photochromic từ năm 1960 đến nay 3. Nguyên lý hoạt động › Vì sao Photochromic đổi màu khác nhau theo nhiệt độ và môi trường?  › Ưu và nhược điểm của công nghệ Photochromic 1. Ưu điểm 2. Nhược điểm › So sánh chi tiết Photochromic và các công nghệ khác 1. Photochromic và kính râm truyền thống 2. Photochromic và kính phân cực 3. Photochromic và kính đổi màu điện tử (Electrochromic) › Câu hỏi thường gặp về Photochromic  1. Photochromic có phải kính đổi màu không? 2. Photochromic có giống với Transitions không? 3. Khả năng đổi màu có giảm theo thời gian không? 4. Tròng kính có hoạt động khi ngồi trong ô tô không?  5. Ở trong nhà, tròng kính có tiếp tục đổi màu không?  › Lời kết

Photochromic là gì? Hoạt động như thế nào? 

Photochromic là công nghệ được ứng dụng trên nhiều dòng kính đổi màu, giúp tròng thay đổi độ đậm theo điều kiện ánh sáng. Hiểu đơn giản, đây là cơ chế tạo nên khả năng chuyển đổi giữa trạng thái trong và tối màu của tròng kính.

Nếu muốn tìm hiểu kỹ hơn về đặc điểm, lợi ích và những điểm cần cân nhắc khi sử dụng, bạn có thể xem thêm bài kính đổi màu là gì trước khi đi sâu vào nguyên lý hoạt động của Photochromic.

1. Photochromic là gì? 

Photochromic là công nghệ quang sắc, giúp vật liệu tự động thay đổi màu sắc dưới tác động của tia cực tím (UV). 

Đặc điểm chính của công nghệ này bao gồm:

• Chuyển từ trong suốt sang tối màu khi có tia UV (và ngược lại).
• Thời gian phản ứng: 10-60 giây để tối màu và 2-5 phút để trong suốt trở lại.

Có 2 dạng Photochromic: Có thể và không thể đảo ngược. Trong đó, Photochromic đảo ngược được ứng dụng trong việc sản xuất tròng kính đổi màu giúp người dùng không cần thay đổi giữa kính cận và kính mát. 

2. Lịch sử phát triển công nghệ Photochromic từ năm 1960 đến nay

Công nghệ Photochromic trên kính mắt bắt đầu có những bước phát triển đáng chú ý từ thập niên 1960. Có thể tóm gọn quá trình này qua ba giai đoạn:

• Thập niên 1960: William H. Armistead và Stanley Donald Stookey tại Corning Glass Works phát triển ứng dụng Photochromic trên kính mắt, với nền tròng thủy tinh chứa bạc halogenua.
• Thập niên 1980 – 1990: các hợp chất quang sắc hữu cơ mở rộng khả năng ứng dụng trên tròng nhựa. Transitions Optical bắt đầu thương mại hóa công nghệ này ở quy mô lớn vào khoảng năm 1990.
• Từ năm 2000 đến nay: nhiều hướng cải tiến tập trung vào tốc độ chuyển màu, tốc độ nhả màu và khả năng phản ứng với dải ánh sáng rộng hơn ở một số dòng tròng.

Qua các giai đoạn phát triển, Photochromic đã mở rộng từ nền tròng thủy tinh sang nhiều ứng dụng trên tròng nhựa hiện nay.

3. Nguyên lý hoạt động

Khi ra ngoài trời có tia UV, các phân tử này sẽ thay đổi để hấp thụ ánh sáng, giúp tròng kính trở nên sẫm màu. Ngược lại, chúng sẽ trở lại trạng thái ban đầu nếu không có tia UV và tròng kính cũng trong suốt trở lại.

Cách đổi màu của tròng thủy tinh và tròng nhựa có một số điểm khác nhau:

• Tròng thủy tinh chứa lượng nhỏ tinh thể bạc halide, phản ứng với tia UV bằng cách tối đi và có khả năng trở về trạng thái trong suốt như ban đầu. 
• Trong khi đó, tròng nhựa được nhuộm bằng các loại hợp chất gốc carbon, có khả năng phản ứng với tia UV nhanh hơn so với thủy tinh.

Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của tròng kính Photochromic là nhiệt độ và cường độ tia UV. Đối với những dòng mới, kính sẽ sẫm màu trong khoảng 25 giây và khoảng 2 phút để trở lại trạng thái trong suốt hoàn toàn.

Điểm khác biệt quan trọng: Trong khi tròng kính đổi màu thông thường chỉ hoạt động ngoài trời có nắng (do chỉ phản ứng với tia UV), loại đổi màu đi ngày và đêm còn có thể chuyển màu một phần trong môi trường có ánh sáng nhân tạo như khi lái xe ban đêm. Điều này giúp giảm 60-80% tình trạng chói mắt từ đèn pha xe ngược chiều.

Vì sao Photochromic đổi màu khác nhau theo nhiệt độ và môi trường? 

Nhiệt độ là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ và trạng thái của vật liệu quang sắc. Khi trời nóng, quá trình này diễn ra nhanh hơn nên tròng có thể nhả màu sớm, khiến độ sẫm giảm. Ngược lại, ở nhiệt độ thấp, quá trình trở về trạng thái trong diễn ra chậm hơn nên màu sẫm thường giữ lâu hơn. 

Bên cạnh đó, lượng tia UV trong môi trường cũng có thể tác động đến mức độ đổi màu. Ở những nơi có lượng UV cao sẽ dễ kích hoạt vật liệu quang sắc giúp tròng chuyển sang trạng thái sẫm nhanh hơn.

Ưu và nhược điểm của công nghệ Photochromic

Sau khi đã hiểu Photochromic hoạt động ra sao, câu hỏi tiếp theo thường là công nghệ này có thực sự phù hợp với nhu cầu hằng ngày hay không. Những ưu và nhược điểm dưới đây sẽ giúp bạn dễ hình dung hơn trước khi cân nhắc lựa chọn.

1. Ưu điểm

• Tiện khi di chuyển giữa trong nhà và ngoài trời: Tròng có thể tự thay đổi độ đậm theo điều kiện ánh sáng, giúp bạn giảm việc phải đổi qua lại giữa kính trong và kính râm.
• Có khả năng hỗ trợ xử lý tia UV: Nhiều dòng tròng Photochromic được thiết kế kèm khả năng lọc tia UV. Mức độ cụ thể nên kiểm tra theo thông số của từng sản phẩm thay vì áp dụng chung cho mọi loại tròng.
• Hỗ trợ giảm cảm giác chói khi ra ngoài trời: Khi tròng chuyển sang màu sẫm hơn, lượng ánh sáng nhìn thấy đi qua tròng có thể giảm theo, giúp mắt dễ chịu hơn trong một số điều kiện ánh sáng mạnh.
• Có nhiều lựa chọn về màu sắc và thiết kế tròng: Công nghệ Photochromic hiện được ứng dụng trên nhiều loại tròng polymer và có thể đi kèm các màu sắc khác nhau, giúp người dùng có thêm lựa chọn theo nhu cầu sử dụng và thẩm mỹ.

2. Nhược điểm

• Tốc độ đổi màu không cố định: Thời gian chuyển sang màu sẫm hoặc sáng trở lại có thể thay đổi tùy vật liệu, cường độ tia UV và nhiệt độ môi trường. Vì vậy, không nên xem một mốc thời gian cụ thể là chuẩn chung cho mọi tròng.
• Bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ: Trong điều kiện nóng, tròng có thể nhả màu nhanh hơn nên độ sẫm đạt được có thể thấp hơn. Khi trời lạnh, màu sẫm thường giữ lâu hơn nhưng thời gian trở lại trạng thái trong cũng có thể kéo dài.
• Khả năng đổi màu trong ô tô thường bị hạn chế: Kính chắn gió làm giảm lượng tia UV đi vào cabin nên nhiều tròng Photochromic tiêu chuẩn phản ứng kém hơn khi ngồi trong xe. Một số dòng được thiết kế để phản ứng với dải ánh sáng rộng hơn có thể cải thiện điểm hạn chế này.
• Khả năng đổi màu có thể thay đổi sau thời gian sử dụng: Một số tròng có thể sẫm màu chậm hơn hoặc sáng lại kém hơn sau thời gian dài sử dụng. Mức độ thay đổi còn tùy từng sản phẩm và cách sử dụng.

So sánh chi tiết Photochromic và các công nghệ khác

Photochromic thường dễ bị nhầm với kính râm, kính phân cực hoặc kính đổi màu điện tử. Thực tế, mỗi loại có cách hoạt động và mục đích sử dụng khác nhau.

1. Photochromic và kính râm truyền thống

Kính râm có độ sẫm màu cố định, còn Photochromic có thể thay đổi độ đậm theo điều kiện ánh sáng. Nếu thường xuyên di chuyển giữa trong nhà và ngoài trời, bạn có thể cân nhắc Photochromic để giảm việc phải đổi sang kính khác. Với một số nhu cầu riêng, kính râm truyền thống vẫn có thể phù hợp hơn.

2. Photochromic và kính phân cực

Photochromic thay đổi độ đậm theo điều kiện ánh sáng, còn kính phân cực tập trung giảm ánh sáng chói phản xạ từ mặt đường, mặt nước hoặc tuyết. Vì vậy, hai công nghệ này xử lý hai vấn đề khác nhau và không nhất thiết phải chọn riêng lẻ.

Một số tròng kính có thể kết hợp cả khả năng đổi màu Photochromic và tính năng phân cực, phù hợp khi bạn vừa cần tròng thay đổi độ đậm theo ánh sáng, vừa thường xuyên gặp tình trạng chói do ánh sáng phản xạ.

3. Photochromic và kính đổi màu điện tử (Electrochromic)

Electrochromic là công nghệ thông minh sử dụng điện năng để điều chỉnh độ tối của tròng kính. Nếu như các phân tử trên tròng kính Photochromic phản ứng với tia UV, thì phân tử trên Electrochromic phản ứng khi có dòng điện đi qua.

Tiêu chí	Tròng kính Photochromic	Tròng kính Electrochromic
Nguồn năng lượng	Chủ yếu từ tia UV hoặc dải ánh sáng phù hợp tùy công nghệ	Tín hiệu điện từ pin hoặc nguồn điện
Tốc độ chuyển đổi	Có độ trễ, cần một khoảng thời gian để sẫm màu hoặc sáng trở lại	Chuyển trạng thái nhanh hơn nhờ cơ chế điều khiển điện
Khả năng kiểm soát	Thay đổi theo ánh sáng, nhiệt độ và đặc tính vật liệu	Có thể chủ động điều chỉnh độ râm thông qua hệ thống điện
Độ bền	Khả năng đổi màu có xu hướng giảm dần sau nhiều chu kỳ sử dụng	Chịu ảnh hưởng từ tuổi thọ vật liệu, pin và mạch điều khiển

Câu hỏi thường gặp về Photochromic 

Sau khi hiểu nguyên lý và điểm khác biệt của Photochromic, một số tình huống sử dụng thực tế vẫn dễ gây nhầm lẫn. Các câu hỏi dưới đây sẽ giúp bạn hình dung rõ hơn trước khi chọn loại tròng phù hợp. 

1. Photochromic có phải kính đổi màu không?

Câu trả lời là có! Mọi loại tròng đổi màu đều sử dụng công nghệ Photochromic, chỉ khác nhau về thương hiệu và hiệu suất phản ứng.

2. Photochromic có giống với Transitions không?

Transitions là tên một thương hiệu nổi tiếng ứng dụng công nghệ quang sắc vào sản xuất tròng kính và không phải tất cả tròng kính Photochromic đều là Transitions.

Thông tin thêm: Transitions Optical chính là công ty đầu tiên thương mại hóa và sản xuất hàng loạt tròng kính đổi màu bằng nhựa vào năm 1991.

3. Khả năng đổi màu có giảm theo thời gian không?

Sau một thời gian sử dụng, tròng đôi khi sẫm màu kém hơn, phản ứng chậm hơn hoặc còn ám màu nhẹ khi trở vào trong nhà. Mức độ thay đổi phụ thuộc vào vật liệu, công nghệ và điều kiện sử dụng của từng tròng.

4. Tròng kính có hoạt động khi ngồi trong ô tô không? 

Tròng Photochromic tiêu chuẩn thường sẫm màu ít hơn khi ngồi trong ô tô. Nguyên nhân là kính chắn gió đã giảm bớt lượng tia UV đi vào xe, nên tròng không đổi màu mạnh như khi ở ngoài trời.

Hiện nay có một số dòng được phát triển để phản ứng với dải ánh sáng rộng hơn, chẳng hạn Transitions XTRActive vẫn có khả năng sẫm màu ở mức độ nhất định khi ngồi trong xe.

5. Ở trong nhà, tròng kính có tiếp tục đổi màu không? 

Khi ở trong nhà, tròng Photochromic thường sáng dần vì lượng tia UV thấp hơn ngoài trời. Trong một số điều kiện ánh sáng, tròng có thể vẫn giữ một lớp màu nhẹ, mức độ này còn tùy từng sản phẩm.

Ở một số môi trường sử dụng nguồn sáng phát ra lượng UV nhỏ, tròng nhạy sáng đôi khi vẫn giữ một lớp màu nhẹ. Phản ứng thực tế còn phụ thuộc vào công nghệ và vật liệu của từng loại tròng.

Lời kết

Nếu thường xuyên di chuyển giữa trong nhà và ngoài trời, bạn có thể cân nhắc tròng Photochromic. Hiệu quả đổi màu còn tùy từng sản phẩm và điều kiện sử dụng, vì vậy nên đối chiếu đặc điểm của từng dòng trước khi chọn. Bạn có thể tham khảo các dòng tròng kính đổi màu tại Kính Hải Triều để chọn loại phù hợp với nhu cầu. 

Thiên Trúc
Duyệt bởi Thiên Phúc