Kacamata ajaib yang bisa menggelap sendiri?

Halo sob! Ketemu lagi nih sama CHIMP, hehe.

Sob, pasti kalian punya temen yang punya kacamata ‘ajaib’ yang lensanya bisa menggelap dengan sendirinya kalau dipake waktu matahari lagi terik-teriknya, ya kan? Atau jangan-jangan kalian pengguna kacamata ajaib ini? Punya kacamata kayak gini emang praktis banget ya sob, apalagi buat kita yang hidup di negara tropis gini. Jadi gak perlu lagi deh tuh, gonta-ganti kacamata biasa sama kacamata hitam.

Kacamata dengan lensa photochromic bisa menggelap sendiri di bawah sinar matahari (sumber: ladavichoptical.com)

Tapi kalian penasaran gak sih, kok bisa ya kacamata ini ‘beradaptasi’ dengan lingkungannya? Kalau dipakai di bawah sinar matahari, lensanya jadi menghitam. Ketika dibawa ke ruangan yang gelap, lensa ini kembali menjadi jernih lagi.

Ternyata, hitamnya lensa photochromic ini beda lho sama hitamnya kacamata hitam biasa. Kalau kacamata hitam biasa, biasanya bekerja dengan dua cara. Yang pertama yaitu dengan menambahkan filter berwarna pada kacamata tersebut, sehingga cahaya dari warna tertentu dapat menembus filter dan warna sisanya dihalangi atau digelapkan. Cara yang kedua yaitu menggunakan prinsip polarisasi. Cahaya bergerak dalam gerakan gelombang yang merambat ke segala arah. Prinsip polarisasi akan membuat gelombang cahaya merambat hanya dalam satu arah. Hasilnya, hanya sebagian kecil cahaya yang masuk ke mata kita dan nantinya kalian akan melihat objek sekitar menjadi lebih gelap.

Foto CHIMP waktu liburan kemarin (Sumber: gqmiddleeast.com)

Nah, adapun lensa photochromic bekerja dengan bereaksi terhadap sinar ultraviolet (UV), sob. Jadi, ketika lensa terkena sinar UV (ultraviolet), lensa akan menggelap. Karena di dalam ruangan hampir tidak ada sinar UV (jendela kaca biasa biasanya bisa menyaringnya), lensa photochromic akan tetap jernih. Sementara itu, di luar ruangan terdapat banyak sinar UV yang berasal dari matahari, sehingga lensa akan bereaksi dan menjadi gelap.

Percaya gak percaya, prinsip lensa photochromic ini sudah ada sejak awal tahun 1960-an lho! Tepatnya, prinsip lensa ini dipatenkan oleh William H. Armistead dan Stanley Donald Stookey dari Corning Glass Works pada tanggal 31 Juli 1962.. Tapi, prinsip lensa photochromic yang digunakan saat itu berbeda dengan yang banyak beredar saat ini, sob!

Lensa photochromic pada saat itu bekerja dengan cara memasukkan partikel-partikel ion perak (Ag+) ke dalam kaca lensa. Partikel-partikel ini sangat kecil, hanya sekitar 0,1 mm atau sekitar 100 kali lebih tipis daripada rambut manusia! Ketika terkena sinar UV, ion-ion Ag+ tadi akan berubah menjadi partikel perak (Ag). Jadi deh tuh, lensanya menggelap.

Perubahan struktur molekul naphthopyrans pada lensa photochromic modern (Sumber: explainthatstuff.com)

Nah, adapun lensa photochromic yang banyak beredar saat ini prinsipnya mirip seperti tadi, tapi menggunakan material yang berbeda sob. Lensa photochromic modern saat ini bukan terbuat dari kaca lagi, melainkan menggunakan plastik transparan. Partikel yang dilarutkannya pun bukan ion perak lagi, tapi memakai molekul organik yang namanya naphthopyrans. Naphthopyrans ini merespon cahaya dengan mengubah struktur molekulnya saat terpapar sinar ultraviolet. Struktur molekul yang terbentuk saat lensa berada di bawah sinar UV inilah yang membuat lensa menjadi gelap. Mudahnya, naphthopyrans ini menghalangi cahaya yang bisa masuk ke mata kita seperti tirai yang menghalangi cahaya masuk ke jendela kita.

Naphyhopyrans menghalangi cahaya pada lensa kacamata seperti tirai ini menghalangi cahaya pada jendela rumah (Sumber: explainthatstuff.com)

Tapi sob, lensa photochromic ini bukan gak punya kelemahan. Yang pertama, lensa ini cepat menggelap, tapi membutuhkan waktu yang lebih lama untuk jadi bening lagi. Kira-kira, waktu yang dibutuhkan untung menggelap hanya 5 menit, tapi untuk menjadi jernih sepenuhnya kembali membutuhkan waktu hingga 1 jam.

Selain itu, ada lagi nih sob kelemahan yang kedua. Selain bereaksi dengan cahaya UV, molekul di lensa ini juga beraksi terhadap temperatur. Masalahnya, di temperatur tinggi, lensa ini menggelap lebih sedikit. Jadi, ketika matahari sangat panas, lensa ini malah berkurang tingkat kegelapannya. Sebaliknya, lensa photochromic akan lebih gelap dalam kondisi dingin. Jadi, ketika cuaca bersalju, lensa ini malah lebih gelap. Yah, kebalik gitu ya, sob. Sayang banget ya!

Nah, sekian dulu ya CHIMP edisi kali ini. Sampai ketemu di edisi selanjutnya!

Penulis:
Muhammad Labib Adyavit (Teknik Material ITB 2017)
Fauzan Rahmat (Teknik Material ITB 2017)

Referensi:
https://www.explainthatstuff.com/photochromiclenses.html