O que é fotocromismo?
O fotocromismo é uma mudança de cor reversível, especificamente um processo que descreve uma mudança de cor na presença de luz ultravioleta (UV), visível e infravermelha (IR). Esse fenômeno é comumente visto nas lentes de transição, que são os tipos de lentes de óculos que ficam escuras na luz solar externa e tornam-se claras na luz interna. Uma substância fotocrômica exibe mudança de cor sob a presença de certos tipos de luz, por exemplo, a luz solar UV que ativa lentes de transição. O fenômeno ocorre devido às características de absorção do material molecular em resposta à radiação do comprimento de onda. Diferentes materiais podem responder com seus próprios espectros de transmissão característicos que se transformam na presença de variações de luz.
Um entendimento preciso do fenômeno foi descoberto pela primeira vez pelo químico alemão judeu Dr. Willi Marckwald (1864-1950), que também recebeu o nome de Willy Markwald, em 1899 e rotulou fototropia até a década de 1950. Ele também é creditado com a descoberta do Radium F, um isótopo do polônio de Pierre e Marie Curie, durante seu mandato na Universidade de Berlim. Embora o fenômeno fotocrômico tenha sido observado por outros em 1867, Marckwald o determinou de fato em seu estudo sobre o comportamento da benzo-1-naftirodina e tetracloro-1,2-ceto-naftalenona à luz.
Simplificando, um composto químico exposto à luz se transforma em outro composto químico. Na ausência de luz, ele se transforma novamente no composto original. Estes são rotulados como reações frente e verso.
Mudanças de cor podem ocorrer em compostos orgânicos e artificiais e também ocorrem na natureza. A reversibilidade é um critério-chave para nomear esse processo, embora possa ocorrer fotocromismo irreversível se os materiais sofrerem uma mudança permanente de cor com a exposição à radiação ultravioleta. Isso, no entanto, cai sob a égide da fotoquímica.
Numerosas moléculas fotocrômicas são categorizadas em várias classes; estes podem incluir espiropiranos, diariletenos e quinonas fotocrômicas, entre outros. Fotocrômicos inorgânicos podem incluir prata, cloreto de prata e halogenetos de zinco. O cloreto de prata é o composto normalmente usado na fabricação de lentes fotocrômicas.
Outras aplicações do fotocromismo são encontradas na química supra-molar, para indicar transições moleculares, observando-se mudanças fotocrômicas características. O armazenamento óptico de dados tridimensional emprega fotocromismo para criar discos de memória capazes de armazenar um terabyte de dados, ou essencialmente 1.000 gigabytes. Muitos produtos usam essa alteração para criar recursos atraentes para brinquedos, têxteis e cosméticos.
A observação de bandas fotocrômicas em certas partes do espectro da luz permite o monitoramento não destrutivo de processos e transições relacionados à luz. A nanotecnologia depende do fotocromismo na produção de filmes finos. O efeito pode se correlacionar com as respostas de coloração na área de superfície de um filme, que pode ser usado em qualquer número de aplicações de filmes finos ópticos ou materiais; por exemplo, os usos incluem a produção de semicondutores, filtros e outros tratamentos técnicos de superfície.
Normalmente, os sistemas fotocrômicos são baseados em reações unimoleculares que ocorrem entre dois estados com espectros de absorção notavelmente diferentes. O processo geralmente é uma mudança reversível de radiação térmica ou calor, além de luz espectral visível. A aplicação desse fenômeno a produtos de consumo e tecnologias industriais envolve vincular essas alterações moleculares naturais a transmissões e absorções de luz desejáveis, para uma infinidade de efeitos desejáveis. A engenharia de banda e energia de produtos e tecnologias é bastante aprimorada por essas modificações sensíveis à cor entre luz, materiais e elementos.