自动变暗镜片的工作原理

本文最初发表于 cycleworld.com

亚瑟·克拉克曾说过，任何足够先进的技术都与魔法无异。这当然适用于面罩、护目镜和自动变暗的眼镜。这种魔法已经存在了几十年，但它已经得到改进，现在比以往任何时候都更加普及。这种随着光线增加而改变镜片颜色的现象称为光致变色，它取决于嵌入玻璃或塑料中的材料暴露于特定波长的光时发生的可逆化学反应。

玻璃变色镜片最早出现在眼镜中，这是康宁玻璃厂在 20 世纪 60 年代发明的一种工艺。康宁在玻璃中注入卤化银（通常是氯化银），然后在铸造后对镜片毛坯进行精确的热处理。热处理后，氯化银分子和镜片都是透明的，但暴露在紫外线 (UV) 下会导致氯化银分解成其组成元素。在明亮的阳光下，镜片充满了银元素的微小颗粒，在此过程中变暗。移除紫外线，银会再次与仍困在玻璃中的相邻氯化物发生反应，再次变得透明。改变氯化银和玻璃的百分比可以制作出具有不同变暗特性的镜片。

所有化学反应都遵循一定的规律，其中之一就是反应速度随温度升高而加快，随温度降低而降低。在非常炎热的日子里，银和氯化物的再反应会非常快地发生，以至于镜片不会完全变暗——化学再反应的速度快于光诱导分解的速度。在极冷的日子里，情况会相反。此外，由于光致变色添加剂均匀分散在整个镜片中，镜片的暗度会随镜片厚度而变化，这可能是大矫正度数的问题。反应也不是完全可逆的，因此在多次变暗循环后，镜片往往不会恢复到原来的透明度。

对于驾驶员来说，这些镜片的一个问题是，汽车挡风玻璃经过精心设计，可以过滤掉几乎所有阳光中的紫外线成分。在现代车辆中，无论光线多么明亮，经典的氯化银光致变色眼镜都能保持清晰。当然，对于摩托车手来说这不是问题。

工程师们开发出了性能卓越的新型光致变色添加剂，可以更方便地用于摩托车头盔面罩或护目镜镜片。这些是有机光致变色分子（吲哚啉-螺萘氧嗪，属于其中一种家族），可通过两种技术之一应用于塑料镜片。一种是热诱导灌注工艺，光致变色分子扩散到已经完全成型的塑料镜片或面罩外层 0.006 英寸处。然后工人可以涂上普通的防刮涂层。

Transitions 是一家专门从事光致变色技术的公司，它拥有一种不同的工艺，称为 Trans-Bonding，用于那些与灌注工艺不兼容的镜片材料。Trans-Bonding 直接在镜片表面形成一层薄薄的光致变色材料。无论哪种情况，各种各样的有机光致变色添加剂都使现代镜片反应更快、受温度影响更小，并提供更广泛的颜色。它们甚至对蓝光和紫外线都有反应，因此它们可以再次在汽车中发挥作用。

光致变色镜片至少有一个竞争对手：电致变色镜片。如果你有机会乘坐最新的波音 787 飞机，你会注意到它的侧窗没有遮光装置。相反，它们有一个开关。拨动开关，窗户就会从透明变暗为第一代的深蓝色，而最新迭代的窗户则几乎是黑色。这项技术依赖于两片玻璃之间的凝胶，凝胶会响应微小电流改变透明度。

电致变色面罩需要电源，但模式切换速度比光致变色面罩快得多。E-Tint Akira 系列摩托车遮阳板内衬声称可以在十分之一秒内切换透明度级别。它可能很昂贵，例如 AGV 面罩的零售价比 Bell 光致变色面罩贵近 100 美元。没有人说魔法是廉价的。