Sharing Chemistry with the Community

Hóa học của kính mắt

Dân gian ta có câu: “đôi mắt là cửa sổ tâm hồn”, vì thế việc bảo vệ mắt là hết sức cần thiết dù bạn đang làm trong bất kỳ lĩnh vực gì như thời trang, phòng thí nghiệm, xây dựng…Từ những nhu cầu bức thiết này đã dẫn đến sự ra đời của kính mắt. Chúng giúp bảo vệ đôi mắt của chúng ta tránh những tác động gây nguy hiểm cho mắt. Từ khi ra đời cho tới này, lĩnh vực kính mắt đã có nhiều sự thay đổi đáng kể. Nó không chỉ sử dụng để chữa một số tật khúc xạ nữa, mà còn để làm đẹp.

Nhưng khi nói tới hóa học của kính mắt thì không phải ai cũng biết. Nhiều khi một người chuyên môn về hóa, họ cũng không hiểu rõ được. Vì thế để giúp các bạn có cái nhìn rõ hơn về vấn đề này, hôm nay chúng ta sẽ đề cập về hóa học đằng sau nó nhé!

A. Cấu tạo của kính mắt

Nội dung này chắc ai cũng biết rồi hen. Tôi chỉ nhắc lại một chút cho các bạn dễ hình dung thôi. Kính mắt gồm 2 phần chính: gọng kính và tròng kính (hay còn được gọi là mắt kính).

Gọng làm bằng kim loại chống gỉ hoặc chất dẻo (cứng hoặc dẻo). Gọng kính làm khung cho kính và là bộ phận nâng đỡ tròng kính. Gọng kính cũng gồm hai phần được nối với nhau bởi một khớp sắt nhỏ. Phần sau giúp gài kính vào vành tai. Phần trước đỡ lấy tròng kính và giúp tròng kính nằm vững trước mắt.

Gọng kính có thể được làm bằng kim loại nhưng phổ biến nhất vẫn là gọng nhựa bền, nhẹ. Phần cuối được uốn cong để đặt lên vành tai.Giữa hai phần khung mắt có một khớp nối nhỏ là giá đỡ có hai miếng đệm cao su, để gác lên sống mũi, giữ cho kính không bị rơi, trượt xuống.

Tròng kính được làm bằng chất dẻo cứng, thay cho thủy tinh được sử dụng trước đó. Chất dẻo có các đặc tính tốt như tránh nguy hiểm do các mảnh vỡ, xác định được độ chính xác hơn (cho các tật, với tiêu chuẩn tốt hơn hầu hết các loại thủy tinh. Nhẹ hơn tròng bằng thủy tinh, có thể làm cho tròng kính mỏng hơn tùy kĩ thuật. Có nhiều loại khác nhau.

Có kính được thêm những đặc tính khác như loại chống trầy xước và loại chống tia UV. Những loại kính chống tia được tráng một lớp chất đặc biệt có ánh xanh, tốt hơn so với các loại kính thủy tinh hay chỉ có plastic. Tròng kính được gắn vào gọng nhờ một sợi dây cước trắng và gọng được xiết chặt giữ hai tròng kính nhờ hai đinh vít.

Đến đây thì có lẽ ai cũng biết kính được cấu tạo và làm từ gì rồi. Nhưng như thế thì quá ít để nói về hóa học của kính mắt. Vì thế, những nội dung tiếp sau sẽ đề cập nhiều hơn về tròng kính và hóa học của chúng. Nhờ có những loại tròng đặc biệt này mà chúng ta có nhiều loại kính mắt khác nhau như thế.

B. Tròng kính được làm bằng gì?

1. Mắt kính plastic

Sự ra đời của mắt kính plastic đã chấm dứt cho sự thịnh vượng của mắt kính thủy tinh. Tuy nhiên, mắt kính plastic cũng không phải chỉ toàn ưu điểm, là vật liệu hữu cơ nên các mắt kính plastic thường có tuổi thọ nhất định, khi sử dụng lâu, dưới tác dụng của môi trường, của ánh nắng mặt trời chúng sẽ bị lão hóa (ngả màu), bề mặt mắt kính có thể bị trầy xước. Song với các tính năng vượt trội thì plastic vẫn tỏ ra phù hợp hơn nhiều so với thủy tinh để làm mắt kính.

Cũng có độ trong suốt cao đảm bảo các yêu cầu quang học, lại nhẹ không gây khó chịu cho người đeo, khó bị vỡ (thậm chí có những loại plastic không thể bị vỡ nếu như chỉ chịu các tác động cơ học bình thường) cho nên đeo mắt kính plastic an toàn hơn mắt kính thủy tinh nhiều, tránh được những tổn thương cho người sử dụng – những yếu tố này cực kỳ quan trọng.

Hiện nay, với công nghệ sản xuất hiện đại. Các nhà sản xuất mắt kính cho ra đời nhiều loại mắt kính với các chất liệu plastic khác nhau có tính năng khác nhau, phù hợp với nhiều yêu cầu sử dụng và túi tiền của mỗi người

2. Mắt kính CR39

Được tạo thành từ những polyallyl diglycol carbonate ( gọi tắt là PDAC). Ra đời ở Mỹ, cách đây khoảng 60 năm. Là thế hệ mắt kính plastic đầu tiên và thành công nhất trong các loại mắt kính tính cho đến tận bây giờ. CR39 là nguyên nhân trực tiếp tạo nên sự suy tàn của mắt kính thủy tinh. Có chiết suất 1.499, độ tán sắc thấp, trong suốt, độ dày vừa phải, dễ dàng nhuộm màu, dễ gia công mài lắp và có giá thành rẻ. Hiện mắt kính plastic CR39 rất phổ biến trên thị trường, có thể mua ở bất kỳ cửa hàng kinh doanh kính mắt nào.

3. Mắt kính HIGH INDEX

Sau sự thành công của mắt kính CR39, với công nghệ sản xuất tiên tiến hơn, các thế hệ mắt kính plastic chiết suất cao hơn đã lần lượt xuất hiện. Các loại này khắc phục được những nhược điểm ở CR39 nhờ có chiết suất cao hơn, hay nôm na là chất plastic đặc hơn do vậy các mắt kính mỏng hơn so với CR39 ở cùng số độ, cứng hơn (khó trầy xước hơn), độ trong suốt cao hơn, tuổi thọ mắt kính lâu (khó lão hóa hơn).

Tất nhiên là giá thành cao hơn CR39, nhưng với những tính năng hơn hẳn trên các loại mắt chiết suất cao đang phát triển mạnh mẽ (và phổ biến không kém gì CR39) nhất là mắt kính chiết suất 1.56; 1.61 thậm chí có loại chiết suất rất cao, phục vụ sản xuất các mắt kính có số độ lớn như 1.67; 1.74.

4. Mắt kính POLYCARBONATE

Chất liệu mắt kính này có nhiều ưu điểm vượt trội so với mắt kính làm bằng thuỷ tinh, hay plastic thường như: Độ trong suốt cao hơn, chịu va đập cực tốt (mà không nứt gãy), mỏng và nhẹ, khả năng ngăn tia tử ngoại (UV) đến 380nm. Mắt kính Polycarbonate là một sự lựa chọn tốt cho các loại kính thiết kế không vành, loại kính mà mắt được liên kết với gọng bằng cách khoan lỗ bắt vít (kính khoan), là một chuẩn mực cho các loại mắt kính an toàn, các loại kính bảo hộ thể thao và các loại kính dành cho trẻ em.

5. Mắt kính POLARISED (phân cực)

Đây là loại mắt kính có chức năng chống chói lóa, giảm bớt các ánh sáng chói lóa từ sự phản xạ của các bề mặt ngang như mặt hồ nước, mặt đường, kính ô tô. Chức năng này được thực hiện thông qua một quá trình gọi là sự phân cực (polarization). Mắt kính này rất phù hợp cho những công việc như đi câu cá, lái xe trên đường cao tốc, những công việc ở nơi có cường độ sáng mạnh khác hoặc có thể được chỉ định dùng cho những bệnh nhân nhạy cảm với ánh sáng.

6. Mắt kính TRIVEX

Có các tính năng như mắt kính polycarbonate (độ trong suốt cao, rất khó bị vỡ, mỏng, nhẹ, chống tia cực tím) và còn ưu điểm hơn nữa đó là có độ dẻo (dễ uốn nắn hơn), tính định hình cao hơn (khả năng phục hồi trạng thái khi bị biến dạng).

Sau đây, tôi sẽ lấy một thí dụ về một loại kính mà bạn hay tôi đã từng sử dụng. Bạn có biết đó là gì không? Hehe! Đó chính là kính mát hay mọi người thường gọi là kính râm đó!

C. Kính râm

1. Vật liệu tròng kính

Hầu hết những nhà sản xuất khi làm loại tròng này đều làm từ 2 loại vật liệu chính là polycarbonate và polyallyl diglycol carbonate (gọi tắt là PDAC). Tuy nhiên đây chỉ là lý thuyết. Điều này còn phụ thuộc vào loại monomer mà người ta sử dụng.

2. Tròng kính bảo vệ UV

Ngoài ra để cho tròng kình có cái nhìn gương, người ta còn phủ thêm nhôm hay bạc. Quá trình phủ những oxid kim loại này giúp làm giảm lượng bức xạ UV truyền qua kính râm và tất nhiên sẽ giúp bảo vệ đôi mắt của chúng ta. Bên cạnh đó, những oxid này còn nhuộm màu cho tròng kính. Để tạo thêm nhiều màu sắc khác, những thuốc nhuộm hữu cơ có thể được sử dụng. Nhưng chính xác thực tế thì những nhà sản xuất sử dụng hóa chất gì thì chỉ có họ mới biết vì điều này là bí mật.

3. Tròng kính đổi màu (photochromic lens)

Đây là loại tròng kính chuyển đổi màu từ sáng sang màu tối hoặc từ tối sang màu sáng tùy thuộc vào ánh sáng của môi trường xung quanh.

Sự thay đổi này là nhờ các mắt kính được trang bị các phần tử đổi màu có tính nhạy với ánh sáng mặt trời (gọi là sunsensor). Chúng thường là hỗn hợp của muối bạc halide pha với đồng, các phần tử này bình thường chúng trong suốt, nhưng khi tiếp xúc với tia cực tím chúng sẽ hấp thụ năng lượng của tia cực tím và chuyển đổi thành nguyên tố bạc và tạo ra màu sắc.

Loại hợp chất này được trang bị cho các mắt kính theo hai cách, một là trộn đều vào vật liệu làm mắt kính, hai là được mạ đều lên bề mặt mắt kính và giúp cho mắt kính thay đổi màu từ sáng sang tối hay từ tối sang sáng. Ngoài ra, nếu sử dụng tròng kính bằng nhựa thì người ta sẽ phủ một lớp hợp chất hữu cơ và khi bức xạ UV chiếu vào, chúng sẽ bị đồng phân hóa thuận nghịch để tạo nên màu tối.

Đến đây thì bài viết đã hết rồi. Hy vọng các bạn sẽ hiểu một phần về hóa học của kính mắt. Trong thời lượng của một bài viết, tôi không thể nào truyền tải hết tất cả. Nếu bạn quan tâm lĩnh vực này thì hãy giành thời gian tìm hiểu hơn nhé! Cuộc sống muôn màu muôn vẻ và kính mắt cũng thế.

Tham khảo Wikipedia, Kinhmatthanhlong và C&EN.

Leave a Reply