O equilíbrio químico que escurece a frente dos olhos

1. A invenção do vidro

    Neste dia 18 de junho, dia do químico, convém falar de uma descoberta bem útil nos dias atuais: Os óculos fotocromáticos! Porém tudo isso passa com a criação do vidro. A invenção do vidro remonta a 2.500 a.C., na Mesopotâmia. É usado Sílica(Si2O), Soda(NaOH), que é Hidróxido de Sódio, e a Potassa(KOH), que é hidróxido de potássio; assim como Ca(OH)2 para estabilizar a mistura. Se aquece e depois resfria rápido, impedindo que cristalize, formando o vidro. Com o passar dos séculos, com fornos mais potentes, foi sendo mais viável fazer o vidro. Mas sempre foi um material caro. 

    A invenção desses óculos passa pelo tal equilíbrio químico que tanto estudamos muitas vezes. Mas espere um pouco: Tem equilíbrio químico no estado sólido(no caso do vidro)? Até tem, mas é raro. Porém tem uma coisa que poucos sabem: o vidro está no estado líquido! Sim, exatamente! Embora não com todas as propriedades do estado líquido. Mas, grosso modo, está. Embora hoje em dia, sabemos que a maioria dos óculos não são de vidro. Porém aqui me baseio na origem dessa invenção fotocromática. 

2. As lentes

    A invenção dos óculos seguiu essa linha de produtos caros que o vidro seguia. Os óculos fotossensíveis, mais ainda. Como foi inventando os óculos fotossensíveis? Muitos o conhecem como óculos transitions, mas qual a diferença? A principal diferença entre lentes Transitions e outras lentes fotossensíveis está na marca e tecnologia empregada. Transitions é uma marca específica de lentes fotossensíveis, conhecida por sua tecnologia avançada e desempenho superior, enquanto "fotossensível" é um termo geral que se refere a qualquer lente que escurece, em resposta à luz ultravioleta. Todas as lentes Transitions são fotocromáticas. Porém nem todas as lentes fotocromáticas são Transitions.

    A montagem dos chamados 'óculos fotocromáticos' segue o mesmo fenômeno que nos permite tirar fotografias. As lentes levam em sua composição incontáveis cristais microscópicos de haletos(Br,Cl ou F) de prata, os mesmos usados para cobrir os filmes fotográficos.

    Esses cristais compostos são transparentes, mas sensíveis à luz, especialmente à ultravioleta, que só está presente na luz direta do sol. Quando ela atinge os cristais, uma reação química separa o halogênio, transformando-o em gás. A prata que sobra não é mais transparente e por isso forma uma espécie de pontinho escuro no meio do vidro. Os milhares e milhares de pontinhos juntos formam a coloração desses óculos que escurecem automaticamente no sol. Já o gás de halogênio não escapa, pois está preso no vidro da lente.

3. A invenção

    Mas quando e como foram inventadas? Elas são uma tecnologia à base de prata, cloreto de prata, ou outros haletos de prata incorporados nas lentes. Eles são transparentes à luz visível sem componente ultravioleta significativo, o que é normal para iluminação artificial. As lentes fotocromáticas foram desenvolvidas por William H. Armistead e Stanley Donald Stookey, na Corning Glass Works Inc., na década de 1960.

    A versão de vidro dessas lentes atinge suas propriedades fotocromáticas por meio da incorporação de haletos de prata microcristalinos (geralmente cloreto de prata ) em um substrato de vidro. Em lentes de vidro, quando na presença de luz UV-A (comprimentos de onda de 320–400 nm), os elétrons do vidro se combinam com os cátions de prata incolores para formar prata elementar. Como a prata elementar é visível, as lentes parecem mais escuras.

    Quanto maior a incidência de luz, maior o número de átomos de prata formados. O aumento da incidência de luz desloca o equilíbrio para a direita, fazendo a lente escurecer. Ao entrar em um local escuro, a diminuição da incidência de luz desloca o equilíbrio para a esquerda, clareando a lente.

    Todo esse processo é possível graças às descobertas do químico francês Henri Louis Le Châtelier(1850-1936). Ele promoveu a aplicação de química na indústria francesa, especialmente na produção de gás amônia, cimento, aço e cerâmica. Entre seus livros destacam-se "Science and Industry"(1925) e "Method in the Experimental Sciences”(1936). O princípio de Le Chatelier diz: Se uma perturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, o equilíbrio irá se alterar para reduzir o efeito da perturbação. Tal princípio aplica-se a situações de equilíbrio químico, onde são necessárias produções industriais em larga escala.

4. A Indústria

Essas lentes são chamadas de fotossensíveis ou fotocromáticas, e escurecem em contato com a radiação ultravioleta. A tecnologia surgiu no início da década de 1960, mas foram as recentes inovações que fizeram com que em ambientes internos as lentes voltassem a ser incolores em questão de segundos. "As lentes fotossensíveis funcionam como um filtro solar para os olhos. Estando claras ou escuras, elas bloqueiam 100% da radiação ultravioleta", afirma Adriano Abreu, gerente de comunicação e marketing da Empresa Óptica Transitions. O comércio mundial dessas lentes gira em torno de 16% e no Brasil representa mais de 3% das vendas no setor, segundo dados divulgados na revista View Magazine.

Uma pesquisa realizada em 2004, pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP), comparou o desempenho e comodidade visual entre lentes fotossensíveis e incolores. Um dos autores do estudo, o professor Newton Kara José, dividiu aleatoriamente um grupo de 30 pessoas, entre 21 e 35 anos, sem doenças oculares, mas que precisavam usar óculos de grau. Na primeira fase, durante 30 dias um grupo usou lentes incolores de resina e outro, lentes fotossensíveis. Os resultados mostraram a preferência por essas últimas, em relação às lentes incolores em ambientes externos, e não apresentaram dificuldades para serem usadas em ambientes internos. Em atividades como assistir filmes no cinema e na televisão houve discreta preferência pelo uso de lentes incolores.