Canon pracuje nad powłokami obiektywów bez fluoru i PFAS

Canon pracuje nad nową generacją powłok ochronnych przeznaczonych do elementów optycznych. Cel jest ambitny: zachować właściwości hydrofobowe, odporność na zabrudzenia i łatwość czyszczenia znane ze stosowanych obecnie powłok fluorowych, ale jednocześnie wyeliminować związki należące do grupy PFAS. Technologia może w przyszłości znaleźć zastosowanie między innymi w kolejnych obiektywach systemu Canon RF.

Po co fluor na obiektywie?

Powłoki fluorowe od lat stosowane są przede wszystkim na zewnętrznych powierzchniach soczewek wysokiej klasy obiektywów. Nie odpowiadają bezpośrednio za korekcję wad optycznych czy zwiększenie rozdzielczości. Ich zadanie jest bardziej praktyczne. Powierzchnia pokryta odpowiednią warstwą znacznie słabiej przyciąga wodę oraz różnego rodzaju zabrudzenia. Krople łatwiej z niej spływają, a ślady palców, kurz czy tłuste plamy można usunąć bez tak intensywnego pocierania przedniej soczewki. Ma to szczególne znaczenie w profesjonalnych obiektywach używanych podczas reportażu, fotografii sportowej, przyrodniczej czy pracy w trudnych warunkach atmosferycznych.

Canon stosuje takie rozwiązania od lat. Jednym z pierwszych obiektywów marki wyposażonych w powłokę fluorową był zaprezentowany w 2010 roku Canon EF 70-300mm f/4-5.6L IS USM. Obecnie rozwiązania tego rodzaju są powszechnie spotykane w profesjonalnej optyce.

Problemem są PFAS

Powód poszukiwania alternatywy nie wynika z niezadowalających właściwości obecnych powłok. Wręcz przeciwnie: fluor sprawdza się w tym zastosowaniu bardzo dobrze. Problem ma charakter środowiskowy. PFAS, czyli substancje per- i polifluoroalkilowe, stanowią bardzo liczną grupę syntetycznych związków chemicznych. Ze względu na niezwykle dużą trwałość niektóre z nich określane są mianem „wiecznych chemikaliów”. Ich odporność na rozkład, która z technologicznego punktu widzenia jest ogromną zaletą, staje się jednocześnie problemem po przedostaniu się związków do środowiska. Rosnąca presja regulacyjna, szczególnie w Europie, powoduje więc, że producenci z wielu branż poszukują materiałów mogących zapewnić podobne właściwości bez konieczności stosowania PFAS. Dotyczy to również przemysłu optycznego.

Canon Optron już ma powłokę bez fluoru

Badaniami zajmuje się między innymi Canon Optron, należąca do grupy Canon firma specjalizująca się w materiałach wykorzystywanych w optyce. Co ciekawe, pierwsze rozwiązania nie są wyłącznie laboratoryjnym eksperymentem. Canon Optron posiada już w swojej ofercie materiał OR-510, opisany jako hydrofobowa powłoka niezawierająca fluoru.Według danych producenta OR-510 charakteryzuje się kątem zwilżania wodą wynoszącym około 106°. Dla standardowej powłoki fluorowej OF-SR wartość ta wynosi około 108°. Pod względem samego odpychania wody różnica jest więc niewielka. OR-510 ma również niski współczynnik załamania światła i została opracowana w taki sposób, aby w możliwie małym stopniu wpływać na właściwości elementów optycznych. Pozostaje jednak inny problem.

Odporność musi dorównać powłokom fluorowym

Przednia soczewka profesjonalnego obiektywu nie ma łatwego życia. Deszcz, kurz, piasek, sól, odciski palców i wielokrotne czyszczenie sprawiają, że sama hydrofobowość nie wystarczy. Powłoka musi zachowywać swoje właściwości również po setkach lub tysiącach cykli czyszczenia. I właśnie trwałość okazała się jednym z najważniejszych wyzwań związanych z dotychczasowymi materiałami bezfluorowymi. Dane prezentowane przez Canon Optron pokazują jednak wyraźny postęp. Firma testuje kolejne opracowywane materiały, które mają łączyć brak PFAS z dużo większą odpornością mechaniczną.

W testach zużycia jeden z nowych materiałów Canon Optron zachował kąt zwilżania wodą przekraczający 90° nawet po intensywnym ścieraniu. Dla porównania właściwości hydrofobowe wcześniejszego OR-510 w podobnym teście praktycznie zanikały. To właśnie poprawa trwałości może być elementem umożliwiającym wprowadzenie technologii do profesjonalnych obiektywów fotograficznych.

Następne obiektywy Canon RF L bez fluoru?

Na razie Canon nie zapowiedział konkretnego obiektywu wyposażonego w nową powłokę. Naturalnym miejscem dla jej debiutu wydaje się jednak seria Canon RF L. Profesjonalne konstrukcje są najczęściej używane w warunkach, w których właściwości hydrofobowe oraz możliwość szybkiego i bezpiecznego czyszczenia przedniej soczewki mają największe znaczenie. To również właśnie w tej klasie sprzętu Canon może najlepiej sprawdzić, czy rozwiązanie bezfluorowe rzeczywiście jest w stanie dorównać technologii stosowanej od kilkunastu lat. Nie oznacza to oczywiście, że powłoki fluorowe nagle znikną z obecnych obiektywów. Rozwój alternatywnych materiałów należy raczej traktować jako przygotowanie przemysłu optycznego do przyszłych ograniczeń dotyczących stosowania PFAS.

Mała zmiana, która może objąć całą branżę

Powłoka przedniej soczewki jest jednym z tych elementów obiektywu, o których użytkownik zwykle przypomina sobie dopiero wtedy, gdy zaczyna padać deszcz albo na szkle pojawiają się trudne do usunięcia zabrudzenia. Od strony technologicznej jest jednak istotnym elementem konstrukcji. Jeżeli Canonowi uda się stworzyć materiał pozbawiony PFAS, który pod względem hydrofobowości, odporności na zabrudzenia i trwałości rzeczywiście dorówna obecnym powłokom fluorowym, zmiana może szybko wykroczyć poza pojedyncze modele obiektywów. Presja na ograniczenie PFAS dotyczy bowiem całego rynku, a podobne wyzwanie stoi przed każdym dużym producentem optyki.

Możliwe więc, że w ciągu najbliższych lat również tak niepozorny element specyfikacji jak „fluorine coating” zacznie stopniowo znikać z opisów nowych obiektywów i zostanie zastąpiony przez nową generację powłok ochronnych.