El fotocromismo es un cambio de color reversible, específicamente un proceso que describe un cambio de color en presencia de luz ultravioleta (UV), visible e infrarroja (IR). Este fenómeno se observa comúnmente en los lentes de transición, que son los tipos de lentes de anteojos que se oscurecen con la luz del sol al aire libre y se aclaran con la luz del interior. Una sustancia fotocromática exhibe cambios de color bajo la presencia de ciertos tipos de luz, por ejemplo, la luz solar ultravioleta que activa las lentes de transición. El fenómeno se produce debido a las características de absorción del material molecular en respuesta a la radiación de longitud de onda. Diferentes materiales pueden responder con sus propios espectros de transmisión característicos que se transforman en presencia de variaciones de luz.
Una comprensión precisa del fenómeno fue descubierta por primera vez por el químico orgánico judío alemán Dr. Willi Marckwald (1864-1950), quien también se conocía con el nombre de Willy Markwald, en 1899 y etiquetado como fototropía hasta la década de 1950. También se le atribuye el descubrimiento de Radium F, un isótopo del polonio de Pierre y Marie Curie, durante su mandato en la Universidad de Berlín. Aunque el fenómeno fotocrómico había sido observado por otros ya en 1867, Marckwald lo determinó de hecho en su estudio del comportamiento de la benzo-1-naftirodina y la tetracloro-1,2-ceto-naftalenona bajo luz.
En pocas palabras, un compuesto químico expuesto a la luz se transforma en otro compuesto químico. En ausencia de luz, se transforma de nuevo al compuesto original. Estos están etiquetados como reacciones hacia adelante y hacia atrás.
Los cambios de color pueden ocurrir en compuestos orgánicos y artificiales y también pueden ocurrir en la naturaleza. La reversibilidad es un criterio clave para nombrar este proceso, aunque puede ocurrir un fotocromismo irreversible si los materiales experimentan un cambio de color permanente con la exposición a la radiación ultravioleta. Esto, sin embargo, cae bajo el paraguas de la fotoquímica.
Numerosas moléculas fotocrómicas se clasifican en varias clases; estos pueden incluir espiropiranos, diariletenos y quinonas fotocrómicas, entre otros. Los fotocromáticos inorgánicos pueden incluir plata, cloruro de plata y haluros de zinc. El cloruro de plata es el compuesto que se usa típicamente en la fabricación de lentes fotocromáticas.
Otras aplicaciones del fotocromismo se encuentran en la química supramolar, para indicar las transiciones moleculares mediante la observación de los cambios fotocrómicos característicos. El almacenamiento de datos ópticos tridimensionales emplea el fotocromismo para crear discos de memoria capaces de contener un terabyte de datos, o esencialmente 1,000 gigabytes. Muchos productos utilizan esta alteración para crear características atractivas para juguetes, textiles y cosméticos.
La observación de bandas fotocrómicas en ciertas porciones del espectro de luz permite un monitoreo no destructivo de los procesos y transiciones relacionados con la luz. La nanotecnología se basa en el fotocromismo en la producción de películas delgadas. El efecto puede correlacionarse con las respuestas de coloración en el área de la superficie de una película, que puede usarse en cualquier número de aplicaciones de película delgada óptica o de material; por ejemplo, los usos incluyen la producción de semiconductores, filtros y otros tratamientos técnicos de superficie.
Por lo general, los sistemas fotocrómicos se basan en reacciones unimoleculares que ocurren entre dos estados con espectros de absorción notablemente diferentes. El proceso es a menudo un cambio reversible de radiación térmica o calor, así como de luz espectral visible. La aplicación de este fenómeno a los productos de consumo, así como a las tecnologías industriales, implica vincular estos cambios moleculares naturales a las transmisiones y absorciones de luz deseables para una multitud de efectos deseables. La ingeniería de bandas de energía de productos y tecnologías se mejora enormemente con estas modificaciones sensibles al color entre la luz, los materiales y los elementos.