LENTES FOTOSSENSÍVEIS
Adelar Jose Holsbach Ademir Neumamn
Guido Boschetti Andréa Vittori Ribeiro
RESUMO
Pessoas que sofrem de estresse visual, susceptíveis a distorção percentual e astenopia, fotofobia acompanhada de enxaqueca, epilepsia fotossensível, catarata, afácicas e portadores de baixa visão, dentre outras, devem utilizar lentes protetoras absortivas ou filtrantes, coloridas, que visam a atenuação das radiações luminosas que atingem os olhos objetivando conforto e proteção, além do aumento do contraste, a redução do ofuscamento e a melhora da percepção de cores. As lentes filtrantes coloridas se dividem em fotocromicas (cristal), fotossensíveis (resinas); eletrocrômicas; ou solares com filtro absorvedor de UVA e UVB. A utilização deste tipo de lente é uma prática terapêutica preventiva que deve ser difundida, principalmente em países como o Brasil, com grande incidência de radiação UV. Além disso, o surgimento de novos materiais e processos de fotossensibilização das lentes oftálmicas aumentam o leque de opções para os usuários.
Palavras-Chave: lentes fotossensíveis; lentes fotocrômicas; lentes fotocromáticas; lentes eletrocômicas.
ABSTRACT
People that suffer of visual stress, susceptibility to perceptual distortion and asthenopia, photophobia accompanying migraine, photosensitive epilepsy, cataracts, aphakia and low vision, should use protecting absortive or filter, colored, lenses, that seek the attenuation of the luminous radiations that they reach the eyes objectifying comfort and protection, besides the increase of the contrast, the reduction and the improvement of the perception of colors. The lenses colored filtrantes divide in photochromic (crystal), photosensitive (resins); electrochromic; or sunglasses with UVA and UVB filter. The use of this lens type is a preventive therapeutic practice that it should be diffused, mainly in countries as Brazil, with great radiation incidence UV. Besides, the appearance of new materials and processes of fotossensibilização of the ophthalmic lenses increase the various options for the users.
Keywords: photosensitive lenses, photochromic lenses; photochromatic lenses; electrochromic lenses.
COMO REFERÊNCIAR ESTE ARTIGO:
1 INTRODUÇÃO
Pessoas que sofrem de estresse visual, susceptíveis a distorção percentual e astenopia, fotofobia acompanhada de enxaqueca, epilepsia fotossensível (Wilkins et al., 1999), catarata (EPERJESI; AGELIS, 2005), afácicas (OLIVEIRA, et al., 2001), e portadores de baixa visão, dentre outras, devem utilizar lentes protetoras absortivas ou filtrantes, coloridas, que visam a atenuação das radiações luminosas que atingem os olhos, proporcionando conforto e proteção, além do aumento do contraste, a redução do ofuscamento e a melhora da percepção de cores (RAMOS, et al., 2003).
As lentes protetoras podem ser: polarizantes, que ajudam a absorver a radiação indesejável e reduzir a luz visível, além de proteger contra o brilho, eliminando a radiação refletida das superfícies; filtros gradientes, que criam uma variação progressiva na transmissão luminosa, do mais escuro no topo do filtro ao mais claro na sua base; fotocrômicas, fotossensíveis, (RAMOS, et al., 2003; OLIVEIRA; JOSÉ, 2004), eletrocrômicas (OLIVEIRA,
et al., 2000) ou solares com filtro absorvedor de UVA e UVB (OLIVEIRA, JOSÉ, 2004).
Atualmente, estima-se que cerca de 5% do mercado total de lentes oftálmicas vendidas no Brasil é de fotossensíveis e fotocromáticas, um número pequeno se comparado aos Estados Unidos, onde cerca de 15% das vendas é desse tipo de lente (Marcussi, 2002).
As lentes atuais chegam a ser tão claras como uma lente corretiva convencional, levam mais tempo para apresentar sinais de fadiga e são e compatíveis com tratamentos como anti-reflexo e anti-risco (MARCUSSI, 2002).
Portanto, os objetivos deste trabalho são: descrever os tipos, princípio de funcionamento e indicação das lentes filtrantes coloridas, em particular as fotocrômicas, fotossensíveis e eletrocrômicas.
2 MÉTODO
Revisão de literatura.
3 LENTES FOTOCROMICAS/FOTOSSENSÍVEIS
As lentes filtrantes coloridas se dividem em fotocromomicas, fotossensíveis e tingidas (MATSUHARA, et al., 2004).
atuem da mesma forma, mudam de cor de acordo com a incidência de raios UV, há diferenças na composição das mesmas.
As lentes minerais fotocrômicas, ou filtros CPF (Corning photochromic filter), são considerados um dos melhores filtros, pois combinam conforto e proteção (Ramos et al., 2003). Esta capacidade de mudança de cor é devido a reação reversível de oxidação-redução, ou foto-oxidação: cristais de cloreto de prata (AgCl) e cloreto de cobre (CuCl) são adicionados à lente durante a sua fabricação, ficando uniformemente distribuídos em toda a lente (ASATO, 2006).
Na presença dos raios UV, ou indução eletromagnética (RAMOS, et al., 2003; ALFIMOV, et al., 2003) o AgCl reage da seguinte forma: o cloreto é oxidado, liberando átomos de cloro e um elétron, que é transferido para o íon de prata, que é reduzido, formando átomos de prata, que se unem, bloqueando a transmissão da luz, portanto, causando o escurecimento das lentes (CHEN, et al., 2001; ASATO, 2006). O processo ocorre instantaneamente e o grau de escurecimento depende da intensidade da luz (ASATO, 2006). As lentes de cristal sofrem também alguma ativação pela luz visível, de baixo comprimento de onda (OLIVEIRA, et al., 2001).
A presença do cloreto de cobre (CuCl) reverte o processo, quando as lentes saem da claridade: os átomos de cloreto (agente oxidante) formados pela exposição à luz são reduzidos pelos íons de cobre (agente redutor), impedindo o escape dos mesmos da matriz. Nesta reação, o cobre é oxidado e reage com os átomos de prata. As lentes começam a ficar transparentes novamente quando os átomos de prata e cloreto são convertidos aos seus estados oxidado e reduzido originais (ASATO, 2006).
Nas lentes fotossensíveis, é aplicada uma camada de filtro fotocrômico na superfície da lente, sendo absorvido até uma profundidade de aproximadamente 0,15mm, e, quando ativado pela radiação, o material fotocrômico é convertido em corante orgânico, que absorve luz, ocorrendo a mudança de cor (OLIVEIRA, et. al., 2001).
Outros elementos/compostos químicos também são utilizados em lentes fotocromáticas. Locardi e Guadagnino (1992) citam o uso de terras raras como o cério como agente ativo; enquanto Chen et al. (2001) refere-se ao uso de halógenos (qualquer dos elementos flúor, cloro, bromo, iodo e astatínio), como o iodeto de prata, em lentes fotocrômicas.
Lentes fotossensíveis, que contêm halógenso em sua composição são um risco para natureza, pois, quando são descartadas, os halógenos reagem com moléculas de carbono, formando compostos tóxicos e carcinogênicos.
Preocupados em produzir lentes ecologicamente corretas, dentro da linha chamada de tecnologia verde, Chen et al. (2001) propuseram confeccionar uma lente colorida reciclável, sem halogênios, e cuja reversibilidade da cor ocorresse por uma reação simples de foto-irradiação ou de mudança de temperatura.
Ainda segundo Chen et al. (2001), embora lentes fotocrômicas normais que contêm íons de prata, ou agentes ópticos, como o cério, ou térmicos, como o antimônio, possam satisfazer esta exigência, a cor amarela produzida não pode ser desfeita a não ser que a lente seja desfeita.
Sendo assim, este autores produziram uma lente fotocrômica sem halógenos (vidro de silicato soda-lime), que produz a cor amarela depois de um tratamento com irradiação realizada por excimer laser na faixa de 193nm, a 400ºC, sendo a cor revertida quando a lente é submetida a um calor de 500ºC.
Na composição do vidro de silicato soda-lime foram utilizados os compostos SiO2, Na2CO3, Al(OH)3, CaCO3 e AgNO3, na proporção de 75% de SiO2, 17% de Na2O, 3% de Al2O3 e 5% de CaO contendo 0.02% de prata (CHEN et al., 2001).
Nas lentes fotocrômicas, como os agentes oxido-redutores fazem parte da mesma, podem apresentar diferenças na intensidade de coloração quando ativadas, sendo mais intensa nas áreas mais espessas, e menos intensa nas áreas mais finas (Oliveira et al., 2001). Já nas lentes fotosenssíveis, como o filtro é aplicado uniformemente na superfície da lente, a diferença de espessura da mesma não interfere na intensidade de formação da cor.
Além disso, não só a grandeza da incidência de radiação, mas também a temperatura de exposição pode influenciar no tempo de reação de foto-oxidação (Gliemeroth, 1980).
Com o tempo, as lentes minerais ou orgânicas fotocromáticas sofrem alteração do seu desempenho: as minerais escurecem gradualmente, clareando menos em ambiente interno; enquanto nas orgânicas as moléculas fotossensíveis sofrem uma foto-oxidação perdendo sua fotossensibilidade, ficando mais claras e escurecendo menos (OLIVEIRA, et al., 2001).
4 Lentes Eletrocromicas
O eletrocromismo, efeito cromógeno, é uma propriedade característica que alguns materiais ou sistemas apresentam de mudar de cor (absorção e/ou reflexão espectral) reversivelmente, em resposta a um potencial externo aplicado (Oliveira et al., 2000).
Materiais cromógenos, opticamente ativos, possuem a capacidade de mudar suas propriedades ópticas, em resposta a uma mudança nas condições do meio: vidros dopados com cádmio (Cd) ou prata (Ag), expostos a luz visível ou ultravioleta; polímeros dopados com corantes orgânicos ou corantes orgânicos incorporados a matrizes porosas inorgânicas; e óxidos de metais polivalentes cuja coloração depende do estado de oxidação dos seus cátions (BAUCKE, 1991, citado por OLIVEIRA, et al., 2000).
Eletrodeposição reversível é um termo geral que inclui a deposição e dissolução sobre um substrato condutor transparente do material eletrocrômico. Dispositivos baseados neste princípio, contém o material eletrocrômico no eletrólito e formam um filme fino sobre o substrato por passagem de corrente elétrica (OLIVEIRA, et al., 2000).
Na classe de materiais eletrocrômicos, eletrodepositados reversivelmente, tem-se compostos orgânicos como os viológenos, antraquinona, fenotiazinas; e sais de metais como a prata e o bismuto (Tabela 1), sendo que cada composto é responsável por um tipo diferente de coloração.
Tabela 1. Classificação de materiais eletrocrômicos, de acordo com as cores de transição e eficiência
eletrocrômica1
Classificação Material Eletrocrômico Cores de Transição Eletrocrômica1 Eficiência (cm2C-1)
Coloração Catódica
WO3 – óxido de tungstênio Transparente/ Azul escuro 115 (633 nm) MoO3 – óxido de molibdênio Transparente/ azul escuro 5 (633 nm)
Nb2O5 – óxido de nióbio Transparente/ Azul claro 90 (633 nm) TiO2 – óxido de titânio Transparente/ Azul claro 8 (646 nm)
Coloração Anódica
NiO – óxido de níquel Transparente/ marrom escuro 50 (350-500 nm)
IrO2 – óxido de irídio Transparente/ preto 15-18 (633 nm)
IRTOF - Iridium Tin oxide film Transparente/ preto 20 (633 nm)
Coloração Anódica e Catódica
V2O5 – óxido de vanádio Cinza/ Amarelo 80 (514 nm)
CoOx – óxido de cobalto Vermelho/ Azul 30 (633 nm)
Rh2O3 – óxido de ródio Amarelo/ Verde 20 (546 nm)
Como no caso das lentes fotocrômicas, a coloração do dispositivo é obtida através de uma reação de oxidação - redução, a qual pode ser uma simples reação redox ou uma reação redox ligada a uma reação química para produzir espécies coloridas insolúveis (Oliveira et al., 2000).
Dentre as várias áreas onde são utilizados os materiais eletrocrômicos, tem-se a Nikon, no Japão, que produz óculos eletrocrômicos que servem tanto para ambientes claros como para escuros, com um sistema de baterias embutido na haste dos óculos (Oliveira et al., 2000).
Este mesmo sistema está sendo desenvolvido pela PPG, empresa que também detém a patente do CR-39 e é uma das acionistas da Transitions, É chamado de "Intelligent Optics" e está sendo comercializado apenas em duas cidades norte-americanas, Atlanta e Chicago (View, 2006).
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A utilização de lentes fotossensíveis ou fotocromáticas é uma prática terapêutica preventiva que deve ser difundida, principalmente em países como o Brasil, com grande incidência de radiação UV. Além disso, o surgimento de novos materiais e processos de fotossensibilização das lentes oftálmicas aumentam o leque de opções para os usuários.
REFERÊNCIAS
ASATO, R. Photo-oxidation: Photochromic Glass. In: ASATO, R. Internet Chemistry. Disponível na URL: http://library.kcc.hawaii.edu/external/chemistry/everyday_photo_oxid. html. Acesso em: 21 jan. 2020.
CHEN, S. et al. A silver-containing halogen-free inorganic photochromic glass. Chemcomm Communication, p. 2090–2091, 2001.
EPERJESI, F.; AGELIS, L. E. Effect of short wavelength filters on visual function in simulated cataract. International Congress Series, n. 1282, p.517–520, 2005.
GLIEMEROTH, G. Aspects of temperature dependence of the darkening mechanism in silver-halide photochromic glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 38/39, p.217-221, 1980.
MARCUSSI. C. O verdadeiro dois em um. Revista View Magazine, n. 42, 2002. Disponível na URL: http://www.viewmagazine.com.br/anteriores/42/lentes_2.html . Acesso em: 16 jan. 2020.
OLIVEIRA, R. C. S.; KARA JOSÉ, N. Comparação do desempenho e comodidade visual entre lentes fotossensíveis e incolores. Arquivos Brasileiros de Oftalmologia, v.67, p.527-534, 2004.
OLIVEIRA, S.C.; TORRESI, R.M.; TORRESI, S.I.C. Uma visão das tendências e perspectivas em eletrocromismo: a busca de novos materiais e desenhos mais simples. Química Nova, v.23, n.1, p.79-87, 2000.
OLIVEIRA, P.R.; OLIVEIRA, A.C.; OLIVEIRA, F.C. A radiação ultravioleta e as lentes fotocrômicas, Atualização Continuada. Arquivos Brasileiros de Oftalmologia, v.64, p.163-165. 2001.
VIEW A óptica no mundo: PPG. Revista View Magazine. Disponível na URL: http://www.viewmagazine.com.br/anteriores/28/optica.html. Acesso em 16/02/2006.
