作者:王硕(软物质研究院2017级硕士生)
文章指导:王晶
大家是否还记得20年前的眼镜镜片是什么样子的?依稀记得我们刚上学时,还纠结于是配玻璃镜片还是树脂镜片。而时代变迁,如今市场上玻璃镜片已经越来越稀有了。其实,在玻璃镜片到树脂镜片的演化过程中,即伴随着材料从“硬物质”到“软物质”的转变。
玻璃眼镜最早出现于1289的意大利,有着非常久的使用历史。它的优点在于它的阿贝数(色散系数)非常高,阿贝数越大,色散就越。妇党上窬驮角逦。但是它的缺点也显而易见,那就是太厚重了,同时也易碎。当我们确定使用某种材料来制作镜片时,其折射率也确定了,要得到高度数镜片,只有增厚镜片这一途径,而玻璃这种“硬物质”的密度较大,随着眼睛度数的加深,眼镜也逐渐变成“鼻梁无法承受之重”。同时玻璃的另一个缺点就是它很脆,稍稍受到冲击就会碎裂,这也带来了很大的安全隐患,它碎裂的碎片很容易溅到眼中,实在是一把悬在眼上的达摩克利斯之剑。因此,树脂镜片这种“软物质”镜片一经问世,便迅速占领了大部分市场。
树脂镜片有着与玻璃镜片接近的阿贝数和折射率。同时,树脂眼镜不易破裂,更安全,也更轻。一方面,树脂镜片的主要由碳、氢等轻元素构成。这些元素的原子质量小于构成玻璃的硅、氧等元素。这是树脂镜片比玻璃镜片密度低的原因之一。另一方面,树脂材料属于软物质中的“聚合物”这一门类。它们由长长的有机分子链互相缠结构成,分子之间存在较多的空隙,排列更疏松,这是导致树脂镜片密度低的另一个原因。在日常的环境温度下,树脂材料中的有机分子链比玻璃中的无机原子网络有着更好的活动性(即“软”)。当树脂镜片受到冲击时,这些柔软的分子链就会像渔网一样把冲击的能量吸收掉,在宏观上表现为镜片比较“韧”,只发生形变而不致破碎飞溅,从而比玻璃镜片要安全得多,所以大家在运动、劳作和驾驶时最好是佩戴树脂镜片眼镜哦。此外,树脂镜片还有易染色、易加工、防紫外线、防雾等优点。
综合来说,轻便、柔韧这些“软物质”材料独有的性质在树脂镜片上被发挥得淋漓尽致,再加上因其易加工制备而带来的价格优势,树脂镜片正越来越受到人们的接纳和青睐。
(图文/通讯员王硕 指导老师王晶 华南软物质科学与技术高等研究院)