Polarizzazione e filtri polarizzatori. Onda polarizzata nella direzione y, che si propaga nella direzione z

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Lucio Caputo
7 anni fa
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1 Polarizzazione e filtri polarizzatori Onda polarizzata nella direzione y, che si propaga nella direzione z

2 dicroismo Legge di Malus

Polarizzazione per riflessione L intensita della luce riflessa con

3 Polarizzazione per riflessione L intensita della luce riflessa con polarizzazione parallela al piano di riflessione e maggiore di quella con polarizzazione perpendicolare. Se l angolo di incidenza e quello di Brewster, la polarizzazione perpendicolare non e riflessa affatto. In questo caso si trova che il raggio riflesso e quello rifratto sono perpendicolari. Piano di incidenza Piano di riflessione Miraggi e coatings polarizzatori

4 Materiali per l ottica Trattamenti superficiali su lenti oftalmiche

5 Coating protettivi Idrorepellenti e lipofobici Spessore 5-20 nm Materiali per l ottica

6 Materiali per l ottica Coating protettivi

7 Me=metile Tetrametoxilano Etanolato di Titanio Epoxilano (organic network former)

12 Antiriflesso Matching indice di riflessione - Lord Raileigh 1886 HLHL circa 0.1% DI RIFLETTANZA Costi elevati MgF2 circa 1% DI RIFLETTANZA Materiali per l ottica

13 Antiriflesso Coating antiriflesso Film con spessore d che sia multiplo opportuno di un quarto di lunghezza d onda della luce incidente si comportano come coating antiriflesso I r I / R R 2 0 R 1 R 2 4 n 3 d cos o n 1 R 1 =(n 3 -n 1 )/(n 3 +n 1 ) R 2 =(n 3 -n 2 )/(n 3 +n 2 ) n 3 Film d Interferenza costruttiva 4 n 3d 2m m=1,2 o n 2 substrato Interferenza distruttiva 4 n d 3 (2m' 1) m' 0,1,2 o antiriflesso d 0 4n 3 Materiali per l ottica

15 MATERIALI PER LE LENTI A CONTATTO PROPRIETA DEI MATERIALI Trasmissione di ossigeno e anidride carbonica permeabilità all ossigeno (Dk) trasmissibilità dell ossigeno (Dk/t) t = spessore del materiale Proprietà delle superfici bagnabilità (capacità di un liquido di ricoprire una superficie solida) formazione di depositi Peso specifico Flessibilità e flessione

16 Stabilità dimensionale Trasmissione della radiazione visibile e ultravioletta Biocompatibilità (mancanza assoluta di reazioni avverse da parte dell organismo verso un materiale) MATERIALI Rigide Gas-impermeabili: PMMA Gas-permeabili semirigide: CAB, stirene, silossano metacrilato, polimeri a base fluoro. Morbide Idrogel Biopolimeri Polisaccaridi Elastomeri (silicone) Basso contenuto H2O Alto contenuto H2O Proteine

17 LENTI A CONTATTO RIGIDE PMMA (Dk 0) Polimetilmetacrilato Polimero termoplastico (nella versione senza legami incrociati) rigido, duro e trasparente, noto con i nomi commerciali di Plexiglas, Perspex, Lucite -stabilità dimensionale -Riproducibilità -Facilità di lavorazione sia per tornitura che per stampaggio -Resta in pratica inalterato a contatto con numerosi composti chimici (eccetto solventi come acetone) -Dk praticamente zero, non permeabile all O2 e all H2O PMMA a formulazioni con legami incrociati perdono in termoplasticità ma aumentano la resistenza ai graffi

18 CAB (Dk 4) Acetato Butirrato di Cellulosa Derivato dall esterificazione della cellulosa, prodotto naturale del legno e del cotone, che contiene numerosi gruppi ossidrili (- OH) nella sua molecola, rimpiazzati da altri due prodotti naturali: - acetato (o acetile, dall acido acetico) (13%) CH3COOH - butirrato (o butirrile) dall acido butirrico CH3CH2CH2COOH derivato da gas naturali (37%); il suo aumento è proporzionale all aumento di flessibilità del polimero Alcuni gruppi OH che rimangono nella molecola permettono al materiale di avere una buona bagnabilità delle superfici ed un contenuto d acqua del 2-3%. Elementi negativi: ridotto Dk, bassa resistenza all abrasione, ridotta stabilità dimensionale Stirene (Dk 14) Materiale più leggero tra i Gas Permeabili ed inoltre ha l indice di rifrazione più elevato tra tutti i materiali usati in contattologia (1.59). E quindi particolarmente adatto per ridurre la massa di lenti di potere elevato, in particolare è funzionale per la costruzione della parte centrale di lenti ibride accoppiandolo ad una parte periferica in hydrogel. Elementi negativi: ridotto Dk, fragilità

19 Silossano Metacrilato Per le Lenti a Contatto i materiali vengono prodotti con differenti procedure di polimerizzazione e miscele monomeriche, che contengono quattro componenti principali in proporzioni differenti: -monomero di silossano metacrilato. Essendo i legami silossanici larghi e flessibili, viene permesso all ossigeno di migrare liberamente attraverso il materiale: più elevato è il numero dei legami silossanici più elevato sarà il valore di Dk e la flessibilità, ma minore la bagnabilità. - metil metacrilato. Impartisce stabilità dimensionale, lavorabilità e durezza al polimero. - crosslincante. Viene in genere usato l etileneglicoldimetacrilato - componente umettante. Massimizza la bagnabilità, viene usato frequentemente acido metacrilico.

20 LENTI A CONTATTO MORBIDE Le lenti morbide sono costituite da sostanze permeabili all acqua (idrofiliche) e perciò ne contengono in percentuali che vanno dal 25% al 79%, a seconda dei materiali usati: possono essere suddivise in lenti a Basso Contenuto d Acqua (al di sotto del 50%) e ad Alto Contenuto d Acqua (superiore al 50%), con una corrispondente gas permeabilità. Nel linguaggio tecnico i materiali per lenti a contatto prendono i suffissi «filcon» quando sono idrofilici, e «focon» quando idrofobiche. Ci sono due classi di lenti morbide: quelle contenenti il polidrossietilmetacrilato (phema) e quelle senza. Le lenti phema hanno un elevata capacità di assorbire acqua, quindi la dimensione e gli altri parametri sono corretti solo quando è completamente idratata con soluzione salina. La molecola è stabilizzata con un reticolo spesso di etileneglicoldimetacrilato (EGDMA) e il contenuto d acqua può venire incrementato copolimerizzando con il polivinilpirrolidone (PVP) o l N-vinilpirrolidone (NVP). Alcune lenti sono fatte senza HEMA, sebbene abbiano simili caratteristiche. In questi casi si usano il monometilmetacrilato (MMA) con il vinilpirrolidone, incrociando la struttura molecolare con l etilene-glicoldimetacrilato (EGDMA).

21 Sistemi costruttivi. I metodi di manifattura possono essere raggruppati nei seguenti: Tornitura, Stampaggio, Spuncast (centrifugazione). Centrifugazione o spin casting I componenti della miscela polimerica vengono iniettati in uno stampo rotante. Il materiale sottoposto a forza centrifuga si spande sulle pareti sferiche dello stampo; in questo modo si determina la curvatura della superficie anteriore della lente mentre la velocità di rotazione ne determina il raggio di curvatura posteriore. Al termine della centrifugazione, la lente viene sottoposta a polimerizzazione e poi a idratazione. Questo sistema permette di eseguire lenti a basso spessore. Tornitura Il materiale di partenza è costituto da cilindretti di materiale polimerizzato, chiamati bottoni. Il bottone viene collegato al tornio in modo che la punta lavori entrambe le superfici (quella interna e quella esterna). Il semilavorato viene poi lucidato per eliminare ogni traccia di tornitura. Terminata la lavorazione la lente viene lentamente idratata.

22 Stampaggio Con questo procedimento è necessario innanzi tutto produrre stampi, generalmente in plastica, aventi parametri diversi. Nella fase successiva il monomero liquido viene iniettato nella parte concava dello stampo sul quale viene poi adagiata la parte convessa. Terminata la fase di polimerizzazione in alcune linee di produzione le lenti vengono sottoposte alla fase di idratazione mentre in altre il prodotto finale dello stampaggio è già idratato. Limitazione: il numero degli stampi necessari.

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