stringtranslate.com

ультрафиолетовый

Ультрафиолетовый ( УФ ) свет — это электромагнитное излучение с длиной волны 10–400 нанометров , что короче, чем у видимого света , но длиннее, чем рентгеновские лучи . УФ- излучение присутствует в солнечном свете и составляет около 10% от общего электромагнитного излучения Солнца. Оно также производится электрическими дугами , излучением Черенкова и специальными лампами, такими как ртутные лампы , лампы для загара и черные лампы .

Фотоны ультрафиолета имеют большую энергию , чем фотоны видимого света, примерно от 3,1 до 12  электрон-вольт , около минимальной энергии, необходимой для ионизации атомов . Хотя длинноволновое ультрафиолетовое излучение не считается ионизирующим излучением , поскольку его фотоны не обладают достаточной энергией, оно может вызывать химические реакции и заставлять многие вещества светиться или флуоресцировать . Многие практические приложения, включая химические и биологические эффекты, вытекают из того, как УФ-излучение может взаимодействовать с органическими молекулами. Эти взаимодействия могут включать поглощение или корректировку энергетических состояний в молекулах, но не обязательно включают нагревание. [ необходима цитата ] Коротковолновое ультрафиолетовое излучение является ионизирующим излучением . Следовательно, коротковолновое УФ-излучение повреждает ДНК и стерилизует поверхности, с которыми оно вступает в контакт.

Для людей загар и солнечные ожоги являются обычными последствиями воздействия на кожу УФ-излучения, наряду с повышенным риском рака кожи . Количество УФ-излучения, производимого Солнцем, означает, что Земля не смогла бы поддерживать жизнь на суше, если бы большая часть этого света не отфильтровывалась атмосферой . [ 1] Более энергичное, коротковолновое «экстремальное» УФ-излучение ниже 121 нм ионизирует воздух настолько сильно, что поглощается до того, как достигает земли. [2] Однако ультрафиолетовое излучение (в частности, УФ-В) также отвечает за образование витамина D у большинства наземных позвоночных , включая людей. [3] Таким образом, УФ-спектр оказывает как полезное, так и вредное воздействие на жизнь.

Нижний предел длины волны видимого спектра традиционно принимается за 400 нм, поэтому ультрафиолетовые лучи не видны человеку , хотя люди иногда могут воспринимать свет на более коротких длинах волн, чем эта. [4] Насекомые, птицы и некоторые млекопитающие могут видеть ближний УФ-диапазон (NUV), то есть немного более короткие длины волн, чем те, которые видит человек. [5]

Видимость

Ультрафиолетовые лучи обычно невидимы для большинства людей. Хрусталик человеческого глаза блокирует большую часть излучения в диапазоне длин волн 300–400 нм; более короткие длины волн блокируются роговицей . [ 6] У людей также отсутствуют адаптации цветовых рецепторов для ультрафиолетовых лучей. Тем не менее, фоторецепторы сетчатки чувствительны к ближнему УФ, и люди, у которых отсутствует хрусталик (состояние, известное как афакия ), воспринимают ближний УФ как беловато-голубой или беловато-фиолетовый. [ 4] При некоторых условиях дети и молодые люди могут видеть ультрафиолет вплоть до длин волн около 310 нм. [7] [8] Ближнее УФ-излучение видимо для насекомых, некоторых млекопитающих и некоторых птиц . У птиц есть четвертый цветовой рецептор для ультрафиолетовых лучей; это, в сочетании со структурами глаза, которые пропускают больше УФ, дает мелким птицам «истинное» УФ-зрение. [9] [10]

История и открытия

«Ультрафиолет» означает «за пределами фиолетового» (от латинского ultra , «за пределами»), фиолетовый — цвет самых высоких частот видимого света . Ультрафиолет имеет более высокую частоту (следовательно, более короткую длину волны), чем фиолетовый свет.

УФ-излучение было открыто в феврале 1801 года, когда немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер заметил, что невидимые лучи сразу за фиолетовым концом видимого спектра темнеют пропитанную хлоридом серебра бумагу быстрее, чем сам фиолетовый свет. Он объявил об открытии в очень коротком письме в Annalen der Physik [11] [12] и позже назвал их «(де-)окислительными лучами» ( нем . de-oxidierende Strahlen ), чтобы подчеркнуть химическую реактивность и отличить их от « тепловых лучей », открытых годом ранее на другом конце видимого спектра. Более простой термин «химические лучи» был принят вскоре после этого и оставался популярным на протяжении всего 19 века, хотя некоторые говорили, что это излучение полностью отличается от света (в частности, Джон Уильям Дрейпер , который назвал их «титоновыми лучами» [13] [14] ). Термины «химические лучи» и «тепловые лучи» в конечном итоге были отброшены в пользу ультрафиолетового и инфракрасного излучения соответственно. [15] [16] В 1878 году был открыт стерилизующий эффект коротковолнового света, убивающего бактерии. К 1903 году наиболее эффективные длины волн были известны как около 250 нм. В 1960 году было установлено влияние ультрафиолетового излучения на ДНК. [17]

Открытие ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 200 нм, названного «вакуумным ультрафиолетом», поскольку оно сильно поглощается кислородом воздуха, было сделано в 1893 году немецким физиком Виктором Шуманом . [18]

Подтипы

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения (УФИ), определяемый наиболее широко как 10–400 нанометров, можно разделить на ряд диапазонов, рекомендованных стандартом ISO 21348: [19]

Несколько твердотельных и вакуумных устройств были исследованы для использования в различных частях УФ-спектра. Многие подходы стремятся адаптировать видимые светочувствительные устройства, но они могут страдать от нежелательной реакции на видимый свет и различных нестабильностей. Ультрафиолет может быть обнаружен подходящими фотодиодами и фотокатодами , которые могут быть адаптированы для чувствительности к различным частям УФ-спектра. Доступны чувствительные УФ- фотоумножители . Спектрометры и радиометры сделаны для измерения УФ-излучения. Кремниевые детекторы используются по всему спектру. [20]

Длины волн вакуумного УФ или ВУФ (короче 200 нм) сильно поглощаются молекулярным кислородом в воздухе, хотя более длинные длины волн около 150–200 нм могут распространяться через азот . Научные приборы могут, таким образом, использовать этот спектральный диапазон, работая в бескислородной атмосфере (чистый азот или аргон для более коротких длин волн), без необходимости в дорогостоящих вакуумных камерах. Важные примеры включают 193-нм фотолитографическое оборудование (для производства полупроводников ) и спектрометры кругового дихроизма . [ необходима цитата ]

Технология для приборов VUV в значительной степени была обусловлена ​​солнечной астрономией в течение многих десятилетий. Хотя оптика может использоваться для удаления нежелательного видимого света, загрязняющего VUV, в целом детекторы могут быть ограничены своей реакцией на не-VUV-излучение, и разработка устройств, нечувствительных к солнцу, стала важной областью исследований. Широкозонные твердотельные приборы или вакуумные приборы с высокочастотными фотокатодами могут быть привлекательны по сравнению с кремниевыми диодами. [ необходима цитата ]

Экстремальный УФ (EUV или иногда XUV) характеризуется переходом в физике взаимодействия с веществом. Длины волн более 30 нм взаимодействуют в основном с внешними валентными электронами атомов, в то время как длины волн короче этой взаимодействуют в основном с электронами внутренней оболочки и ядрами. Длинный конец спектра EUV задается заметной спектральной линией He + при 30,4 нм. EUV сильно поглощается большинством известных материалов, но возможен синтез многослойной оптики , которая отражает до 50% EUV-излучения при нормальном падении . Эта технология была впервые применена ракетами-зондами NIXT и MSSTA в 1990-х годах и использовалась для создания телескопов для получения изображений Солнца. См. также спутник Extreme Ultraviolet Explorer . [ необходима цитата ]

Некоторые источники используют различие «жесткого УФ» и «мягкого УФ». Например, в случае астрофизики граница может быть на пределе Лаймана (длина волны 91,2 нм, энергия, необходимая для ионизации атома водорода из его основного состояния), при этом «жесткий УФ» является более энергичным; [21] те же термины могут также использоваться в других областях, таких как косметология , оптоэлектроника и т. д. Численные значения границы между жестким/мягким, даже в пределах схожих научных областей, не обязательно совпадают; например, в одной публикации по прикладной физике использовалась граница в 190 нм между областями жесткого и мягкого УФ. [22]

Солнечный ультрафиолет

Уровни озона на разных высотах ( DU/км ) и блокировка различных диапазонов ультрафиолетового излучения: По сути, все UVC блокируется двухатомным кислородом (100–200 нм) или озоном (трехатомным кислородом) (200–280 нм) в атмосфере. Затем озоновый слой блокирует большую часть UVB. Между тем, UVA практически не подвержен влиянию озона, и большая его часть достигает земли. UVA составляет почти весь ультрафиолетовый свет, проникающий в атмосферу Земли.

Очень горячие объекты испускают УФ-излучение (см. излучение черного тела ). Солнце испускает ультрафиолетовое излучение на всех длинах волн, включая экстремальный ультрафиолет, где оно переходит в рентгеновские лучи на 10 нм. Чрезвычайно горячие звезды (такие как O- и B-типа) испускают пропорционально больше УФ-излучения, чем Солнце. Солнечный свет в космосе в верхней части атмосферы Земли (см. солнечная постоянная ) состоит примерно из 50% инфракрасного света, 40% видимого света и 10% ультрафиолетового света, что составляет общую интенсивность около 1400 Вт/м 2 в вакууме. [23]

Атмосфера блокирует около 77% ультрафиолетового излучения Солнца, когда Солнце находится в самой высокой точке неба (в зените), при этом поглощение увеличивается на более коротких длинах волн ультрафиолетового излучения. На уровне земли, когда Солнце находится в зените, солнечный свет на 44% состоит из видимого света, на 3% из ультрафиолетового и на оставшуюся часть из инфракрасного. [24] [25] Из ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, более 95% составляют более длинные волны UVA, а небольшой остаток — UVB. Практически никакой UVC не достигает поверхности Земли. [26] Доля UVA и UVB, которая остается в УФ-излучении после прохождения через атмосферу, сильно зависит от облачности и атмосферных условий. В «частично облачные» дни участки голубого неба, виднеющиеся между облаками, также являются источниками (рассеянного) UVA и UVB, которые производятся путем рэлеевского рассеяния таким же образом, как и видимый синий свет из этих частей неба. UVB также играет важную роль в развитии растений, поскольку он влияет на большинство растительных гормонов. [27] Во время полной облачности величина поглощения, обусловленная облаками, сильно зависит от толщины облаков и широты, при этом нет четких измерений, коррелирующих между удельной толщиной и поглощением UVA и UVB. [28]

Более короткие полосы UVC, а также еще более энергичное ультрафиолетовое излучение, производимое Солнцем, поглощаются кислородом и генерируют озон в озоновом слое , когда отдельные атомы кислорода, полученные в результате УФ- фотолиза дикислорода, реагируют с большим количеством дикислорода. Озоновый слой особенно важен для блокировки большей части UVB и оставшейся части UVC, которая еще не заблокирована обычным кислородом в воздухе. [ необходима цитата ]

Блокираторы, поглотители и окна

Поглотители ультрафиолета — это молекулы, используемые в органических материалах ( полимерах , красках и т. д.) для поглощения УФ-излучения с целью снижения УФ-деградации (фотоокисления) материала. Поглотители сами могут со временем деградировать, поэтому необходим мониторинг уровней поглотителей в выветренных материалах. [ требуется цитата ]

В солнцезащитном креме ингредиенты, которые поглощают лучи UVA/UVB, такие как авобензон , оксибензон [29] и октилметоксициннамат , являются органическими химическими поглотителями или «блокаторами». Они противопоставляются неорганическим поглотителям/«блокаторам» УФ-излучения, таким как сажа , диоксид титана и оксид цинка . [ требуется цитата ]

Для одежды коэффициент защиты от ультрафиолета (UPF) представляет собой соотношение УФ-излучения, вызывающего солнечные ожоги , без защиты ткани и с ней, аналогично коэффициенту защиты от солнца (SPF) для солнцезащитного крема . [ необходима цитата ] Стандартные летние ткани имеют коэффициент защиты от ультрафиолета около 6, что означает, что через них проходит около 20% УФ-излучения. [ необходима цитата ]

Взвешенные наночастицы в витражах не позволяют УФ-лучам вызывать химические реакции, которые изменяют цвета изображения. [ требуется ссылка ] Планируется использовать набор цветных эталонных чипов из витражного стекла для калибровки цветных камер для миссии марсохода ЕКА 2019 года , поскольку они не будут выцветать из-за высокого уровня УФ-излучения на поверхности Марса. [ требуется ссылка ]

Обычное натриево-кальциевое стекло , такое как оконное стекло, частично прозрачно для UVA, но непрозрачно для более коротких длин волн, пропуская около 90% света выше 350 нм, но блокируя более 90% света ниже 300 нм. [30] [31] [32] Исследование показало, что автомобильные окна пропускают 3–4% окружающего УФ-излучения, особенно если УФ-излучение больше 380 нм. [33] Другие типы автомобильных окон могут снижать пропускание УФ-излучения больше 335 нм. [33] Плавленый кварц , в зависимости от качества, может быть прозрачным даже для вакуумных УФ-волн. Кристаллический кварц и некоторые кристаллы, такие как CaF 2 и MgF 2, хорошо пропускают волны вплоть до 150 нм или 160 нм. [34]

Стекло Вуда — это темно-фиолетово-синее бариево-натриевое силикатное стекло с содержанием оксида никеля (II) около 9%, разработанное во время Первой мировой войны для блокировки видимого света для скрытой связи. Оно пропускает как инфракрасный дневной свет, так и ультрафиолетовую ночную связь, будучи прозрачным в диапазоне от 320 нм до 400 нм, а также в более длинных инфракрасных и едва видимых красных длинах волн. Его максимальная УФ-пропускаемость составляет 365 нм, одна из длин волн ртутных ламп . [ требуется ссылка ]

Искусственные источники

"Черные огни"

Две люминесцентные трубки черного света, показывающие использование. Более длинная трубка — это 18-дюймовая трубка F15T8/BLB мощностью 15 Вт, показанная на нижнем изображении в стандартном подключаемом люминесцентном светильнике. Более короткая — это 12-дюймовая трубка F8T5/BLB мощностью 8 Вт, используемая в портативном черном свете на батарейках, который продается как детектор мочи домашних животных.

Лампа черного света излучает длинноволновое УФ-А-излучение и мало видимого света. Флуоресцентные лампы черного света работают аналогично другим люминесцентным лампам , но используют фосфор на внутренней поверхности трубки, который излучает УФ-А-излучение вместо видимого света. Некоторые лампы используют темно-сине-фиолетовый оптический фильтр из стекла Вуда , который блокирует почти весь видимый свет с длиной волны более 400 нанометров. [35] Фиолетовое свечение, испускаемое этими трубками, — это не сам ультрафиолет, а видимый фиолетовый свет из спектральной линии ртути 404 нм, который избегает фильтрации покрытием. Другие лампы черного света используют обычное стекло вместо более дорогого стекла Вуда, поэтому они кажутся глазу светло-голубыми во время работы. [ требуется ссылка ]

Также производятся лампы накаливания черного цвета, использующие фильтрующее покрытие на колбе лампы накаливания, поглощающее видимый свет ( см. раздел ниже ). Они дешевле, но очень неэффективны, излучая лишь малую долю процента своей мощности в виде УФ. Ртутные лампы черного цвета мощностью до 1 кВт с УФ-излучающим люминофором и колбой из стекла Вуда используются для театральных и концертных представлений. [ необходима цитата ]

Черные лампы используются в приложениях, в которых необходимо минимизировать посторонний видимый свет; в основном для наблюдения за флуоресценцией , цветным свечением, которое многие вещества испускают при воздействии УФ-излучения. Лампы, излучающие UVA/UVB, также продаются для других специальных целей, таких как лампы для загара и разведения рептилий. [ требуется ссылка ]

Коротковолновые ультрафиолетовые лампы

Коротковолновые УФ-лампы изготавливаются с использованием люминесцентной лампы без фосфорного покрытия, состоящей из плавленого кварца или викора , поскольку обычное стекло поглощает УФ-С. Эти лампы излучают ультрафиолетовый свет с двумя пиками в диапазоне УФ-С при 253,7 нм и 185 нм из-за ртути внутри лампы, а также некоторое количество видимого света. От 85% до 90% УФ-излучения, производимого этими лампами, приходится на 253,7 нм, тогда как только 5–10% приходится на 185 нм. [36] Трубка из плавленого кварца пропускает излучение с длиной волны 253,7 нм, но блокирует длину волны 185 нм. Такие трубки имеют мощность УФ-С в два или три раза больше, чем обычная люминесцентная лампа. Эти лампы низкого давления имеют типичную эффективность приблизительно 30–40%, что означает, что на каждые 100 Вт электроэнергии, потребляемой лампой, они будут производить приблизительно 30–40 Вт общего УФ-излучения. Они также излучают голубовато-белый видимый свет из-за других спектральных линий ртути. Эти «бактерицидные» лампы широко используются для дезинфекции поверхностей в лабораториях и пищевой промышленности, а также для дезинфекции водоснабжения. [ необходима цитата ]

Лампы накаливания

Лампы накаливания «черного света» также изготавливаются из ламп накаливания с фильтрующим покрытием, которое поглощает большую часть видимого света. Галогенные лампы с колбами из плавленого кварца используются в качестве недорогих источников УФ-излучения в ближнем УФ-диапазоне от 400 до 300 нм в некоторых научных приборах. Из-за своего спектра черного тела лампа накаливания является очень неэффективным источником ультрафиолета, излучая лишь часть процента своей энергии в виде УФ. [ необходима цитата ]

Газоразрядные лампы

Специализированные УФ -газоразрядные лампы, содержащие различные газы, производят УФ-излучение на определенных спектральных линиях для научных целей. Аргоновые и дейтериевые дуговые лампы часто используются в качестве стабильных источников, как без окон, так и с различными окнами, такими как фторид магния . [37] Они часто являются источниками излучения в УФ-спектроскопическом оборудовании для химического анализа. [ необходима цитата ]

Другие источники УФ-излучения с более непрерывным спектром излучения включают ксеноновые дуговые лампы (обычно используемые в качестве имитаторов солнечного света), дейтериевые дуговые лампы , ртутно-ксеноновые дуговые лампы и металлогалогенные дуговые лампы . [ требуется ссылка ]

Эксимерная лампа , источник УФ-излучения, разработанный в начале 2000-х годов, все чаще используется в научных областях. Она обладает преимуществами высокой интенсивности, высокой эффективности и работы в различных диапазонах длин волн в вакуумном ультрафиолете. [ необходима цитата ]

Ультрафиолетовые светодиоды

УФ-светодиод с длиной волны 380 нм заставляет некоторые обычные бытовые предметы флуоресцировать.

Светодиоды (LED) могут быть изготовлены для излучения излучения в ультрафиолетовом диапазоне. В 2019 году, после значительных достижений за предыдущие пять лет, были доступны светодиоды UVA с длиной волны 365 нм и более с эффективностью 50% при выходной мощности 1,0 Вт. В настоящее время наиболее распространенными типами УФ-светодиодов являются светодиоды с длиной волны 395 нм и 365 нм, обе из которых находятся в спектре UVA. Номинальная длина волны — это пиковая длина волны, которую излучают светодиоды, но присутствует свет как на более высоких, так и на более низких длинах волн. [ необходима цитата ]

Более дешевые и более распространенные УФ-светодиоды 395 нм гораздо ближе к видимому спектру и излучают фиолетовый цвет. Другие УФ-светодиоды, расположенные глубже в спектре, не излучают столько видимого света. [38] Светодиоды используются для таких приложений, как УФ-отверждение , зарядка светящихся в темноте объектов, таких как картины или игрушки, а также для обнаружения поддельных денег и телесных жидкостей. УФ-светодиоды также используются в приложениях цифровой печати и инертных средах УФ-отверждения. Теперь возможны плотности мощности, приближающиеся к 3 Вт/см 2 (30 кВт/м 2 ), и это, в сочетании с недавними разработками фотоинициаторов и составителей смол, делает вероятным расширение УФ-материалов, отверждаемых светодиодами. [ необходима цитата ]

Светодиоды UVC быстро развиваются, но могут потребовать тестирования для подтверждения эффективности дезинфекции. Ссылки на дезинфекцию большой площади относятся к несветодиодным источникам УФ-излучения [39], известным как бактерицидные лампы . [40] Кроме того, они используются в качестве линейных источников для замены дейтериевых ламп в жидкостных хроматографических приборах. [41]

Ультрафиолетовые лазеры

Газовые лазеры , лазерные диоды и твердотельные лазеры могут быть изготовлены для излучения ультрафиолетовых лучей, и доступны лазеры, которые охватывают весь УФ-диапазон. Азотный газовый лазер использует электронное возбуждение молекул азота для излучения луча, который в основном является УФ-излучением. Самые сильные ультрафиолетовые линии находятся на длине волны 337,1 нм и 357,6 нм. Другой тип мощных газовых лазеров - эксимерные лазеры . Они широко используются как лазеры, излучающие в ультрафиолетовом и вакуумном ультрафиолетовом диапазонах длин волн. В настоящее время УФ -аргон-фторидные эксимерные лазеры, работающие на длине волны 193 нм, обычно используются в производстве интегральных схем методом фотолитографии . Текущий [ временные рамки? ] предел длины волны производства когерентного УФ составляет около 126 нм, что характерно для эксимерного лазера Ar 2 *. [ требуется ссылка ]

Прямые УФ-излучающие лазерные диоды доступны на 375 нм. [42] Твердотельные лазеры с УФ-диодной накачкой были продемонстрированы с использованием кристаллов фторида лития - стронция-алюминия, легированных церием (Ce:LiSAF), процесс, разработанный в 1990-х годах в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса . [43] Длины волн короче 325 нм коммерчески генерируются в твердотельных лазерах с диодной накачкой . Ультрафиолетовые лазеры также могут быть изготовлены путем применения преобразования частоты к лазерам с более низкой частотой. [ необходима цитата ]

Ультрафиолетовые лазеры применяются в промышленности ( лазерная гравировка ), медицине ( дерматология и кератэктомия ), химии ( MALDI ), защищенных коммуникациях в открытом воздухе , вычислительной технике ( оптические накопители ) и производстве интегральных схем. [ требуется ссылка ]

Перестраиваемый вакуумный ультрафиолет (ВУФ)

Диапазон вакуумного ультрафиолета (V-UV) (100–200 нм) может быть сгенерирован нелинейным 4-волновым смешением в газах путем суммарного или разностного частотного смешения 2 или более длинноволновых лазеров. Генерация обычно выполняется в газах (например, криптон, водород, которые являются двухфотонными резонансными вблизи 193 нм) [44] или парах металлов (например, магний). Сделав один из лазеров настраиваемым, можно настроить V-UV. Если один из лазеров резонирует с переходом в газе или паре, то производство V-UV усиливается. Однако резонансы также генерируют дисперсию длин волн, и, таким образом, согласование фаз может ограничивать настраиваемый диапазон 4-волнового смешения. Смешивание разностной частоты (т. е. f 1 + f 2 − f 3 ) имеет преимущество перед смешиванием суммарной частоты, поскольку согласование фаз может обеспечить большую настройку. [44]

В частности, смешивание разностной частоты двух фотонов эксимерного лазера Ar F (193 нм) с настраиваемым видимым или ближним ИК-лазером на водороде или криптоне обеспечивает резонансно улучшенное настраиваемое покрытие V-UV от 100 нм до 200 нм. [44] На практике отсутствие подходящих материалов для окон газовых/паровых ячеек выше длины волны отсечки фторида лития ограничивает диапазон настройки более чем 110 нм. Настраиваемые длины волн V-UV до 75 нм были достигнуты с использованием конфигураций без окон. [45]

Плазменные и синхротронные источники экстремального УФ-излучения

Лазеры использовались для косвенной генерации некогерентного экстремального УФ-излучения (E-UV) на длине волны 13,5 нм для экстремальной ультрафиолетовой литографии . E-UV не испускается лазером, а скорее электронными переходами в чрезвычайно горячей плазме олова или ксенона, которая возбуждается эксимерным лазером. [46] Эта техника не требует синхротрона, но может производить УФ на краю рентгеновского спектра. Источники синхротронного света также могут производить все длины волн УФ, включая те, что находятся на границе УФ- и рентгеновского спектров на длине волны 10 нм. [ необходима цитата ]

Влияние на здоровье человека

Влияние ультрафиолетового излучения на здоровье человека имеет последствия для рисков и преимуществ пребывания на солнце, а также связано с такими проблемами, как флуоресцентные лампы и здоровье . Слишком долгое пребывание на солнце может быть вредным, но в умеренных количествах оно полезно. [47]

Благоприятные эффекты

Ультрафиолетовое излучение (в частности, UVB) заставляет организм вырабатывать витамин D , [48] который необходим для жизни. Людям необходимо некоторое количество ультрафиолетового излучения для поддержания адекватного уровня витамина D. Согласно Всемирной организации здравоохранения: [49]

Нет сомнений, что немного солнечного света полезно для вас! Но 5–15 минут случайного воздействия солнца на руки, лицо и кисти рук два-три раза в неделю в летние месяцы вполне достаточно для поддержания высокого уровня витамина D.

Витамин D также можно получить из пищи и добавок. [50] Однако чрезмерное пребывание на солнце имеет вредные последствия. [49]

Витамин D способствует выработке серотонина . Выработка серотонина находится в прямой зависимости от степени яркости солнечного света, получаемого организмом. [51] Считается, что серотонин обеспечивает ощущение счастья, благополучия и спокойствия у людей. [52]

Кожные заболевания

Ультрафиолетовые лучи также лечат некоторые кожные заболевания. Современная фототерапия успешно применяется для лечения псориаза , экземы , желтухи , витилиго , атопического дерматита и локализованной склеродермии . [53] [54] Кроме того, было показано, что ультрафиолетовый свет, в частности ультрафиолетовое излучение спектра В, вызывает остановку клеточного цикла в кератиноцитах , наиболее распространенном типе клеток кожи. [55] Таким образом, солнечная терапия может быть кандидатом для лечения таких состояний, как псориаз и эксфолиативный хейлит , состояний, при которых клетки кожи делятся быстрее, чем обычно или необходимо. [56]

Вредные эффекты

Эффект солнечного ожога (измеренный индексом УФ ) является произведением спектра солнечного света (интенсивности излучения) и спектра эритемного действия (чувствительности кожи) по всему диапазону длин волн УФ-излучения. Образование солнечных ожогов на милливатт интенсивности излучения увеличивается почти в 100 раз между длинами волн ближнего УФ-B 315–295 нм.

У людей чрезмерное воздействие УФ-излучения может привести к острым и хроническим вредным последствиям для диоптрической системы глаза и сетчатки . Риск повышается на больших высотах , и люди, живущие в районах высоких широт , где снег покрывает землю вплоть до начала лета, а положение солнца даже в зените низкое, особенно подвержены риску. [57] Кожа, циркадная система и иммунная система также могут быть затронуты. [58]

Дифференциальное воздействие различных длин волн света на роговицу и кожу человека иногда называют «спектром эритемного действия». [59] Спектр действия показывает, что UVA не вызывает немедленной реакции, а скорее UV начинает вызывать фотокератит и покраснение кожи (при этом более светлокожие люди более чувствительны) на длинах волн, начинающихся около начала диапазона UVB на 315 нм и быстро увеличивающихся до 300 нм. Кожа и глаза наиболее чувствительны к повреждению ультрафиолетом на 265–275 нм, что находится в нижнем диапазоне UVC. При еще более коротких длинах волн UV повреждения продолжают происходить, но явные эффекты не так велики, так как в атмосферу проникает так мало. Стандартный ультрафиолетовый индекс ВОЗ — это широко разрекламированное измерение общей силы длин волн UV, которые вызывают солнечные ожоги на коже человека, путем взвешивания воздействия UV для эффектов спектра действия в определенное время и в определенном месте. Этот стандарт показывает, что большинство солнечных ожогов происходит из-за UV на длинах волн вблизи границы диапазонов UVA и UVB. [ необходима цитата ]

Повреждение кожи

Ультрафиолетовые фотоны повреждают молекулы ДНК живых организмов разными способами. В одном из распространенных случаев повреждения соседние основания тимина связываются друг с другом, а не поперек «лестницы». Этот « димер тимина » образует выпуклость, и искаженная молекула ДНК не функционирует должным образом.

Чрезмерное воздействие УФ-излучения может вызвать не только солнечные ожоги , но и некоторые формы рака кожи . Однако степень покраснения и раздражения глаз (которые в основном не вызваны УФА) не предсказывает долгосрочные последствия УФ-излучения, хотя они отражают прямое повреждение ДНК ультрафиолетом. [60]

Все диапазоны УФ-излучения повреждают коллагеновые волокна и ускоряют старение кожи. Как UVA, так и UVB разрушают витамин А в коже, что может вызвать дальнейшие повреждения. [61]

Излучение UVB может вызывать прямое повреждение ДНК. [62] Эта связь с раком является одной из причин беспокойства по поводу истощения озонового слоя и озоновой дыры.

Самая смертельная форма рака кожи , злокачественная меланома , в основном вызвана повреждением ДНК независимо от излучения UVA. Это можно увидеть из отсутствия прямой мутации сигнатуры УФ в 92% всех меланом. [63] Случайное чрезмерное воздействие и солнечные ожоги, вероятно, являются более серьезными факторами риска меланомы, чем длительное умеренное воздействие. [64] UVC является самым высокоэнергетическим, самым опасным типом ультрафиолетового излучения и вызывает неблагоприятные эффекты, которые могут быть мутагенными или канцерогенными. [65]

В прошлом UVA считался не вредным или менее вредным, чем UVB, но сегодня известно, что он способствует раку кожи через косвенное повреждение ДНК (свободные радикалы, такие как активные формы кислорода). [66] UVA может генерировать высокореактивные химические промежуточные продукты, такие как гидроксильные и кислородные радикалы, которые, в свою очередь, могут повреждать ДНК. Повреждение ДНК, вызванное косвенно кожей UVA, состоит в основном из одноцепочечных разрывов ДНК, в то время как повреждение, вызванное UVB, включает прямое образование димеров тимина или димеров цитозина и двухцепочечный разрыв ДНК. [67] UVA является иммунодепрессантом для всего организма (составляя большую часть иммунодепрессантных эффектов воздействия солнечного света) и мутагеном для базальных кератиноцитов в коже. [68]

Фотоны UVB могут вызывать прямое повреждение ДНК. Излучение UVB возбуждает молекулы ДНК в клетках кожи, вызывая образование аберрантных ковалентных связей между соседними пиримидиновыми основаниями, в результате чего образуется димер . Большинство пиримидиновых димеров, вызванных УФ-излучением, в ДНК удаляются в ходе процесса, известного как нуклеотидная эксцизионная репарация , в которой задействовано около 30 различных белков. [62] Те пиримидиновые димеры, которые избегают этого процесса репарации, могут вызывать форму запрограммированной гибели клеток ( апоптоз ) или могут вызывать ошибки репликации ДНК, приводящие к мутации . [ необходима ссылка ]

В качестве защиты от УФ-излучения количество коричневого пигмента меланина в коже увеличивается при воздействии умеренного (в зависимости от типа кожи ) уровня излучения; это обычно известно как солнечный загар . Цель меланина - поглощать УФ-излучение и рассеивать энергию в виде безвредного тепла, защищая кожу как от прямого , так и от косвенного повреждения ДНК УФ-излучением. UVA дает быстрый загар, который сохраняется в течение нескольких дней, окисляя меланин, который уже присутствовал, и запуская высвобождение меланина из меланоцитов . UVB дает загар, который развивается примерно через 2 дня, поскольку он стимулирует организм вырабатывать больше меланина. [ необходима цитата ]

Дискуссия о безопасности солнцезащитных кремов

Демонстрация действия солнцезащитного крема. Левое изображение — обычная фотография его лица; правое изображение — отраженный УФ-свет. Лицо мужчины имеет солнцезащитный крем только с правой стороны. Оно выглядит темнее, потому что солнцезащитный крем поглощает УФ-свет.

Медицинские организации рекомендуют пациентам защищать себя от УФ-излучения с помощью солнцезащитного крема . Было показано, что пять ингредиентов солнцезащитного крема защищают мышей от опухолей кожи. Однако некоторые химические вещества солнцезащитного крема вырабатывают потенциально вредные вещества, если они освещаются при контакте с живыми клетками. [69] [70] Количество солнцезащитного крема, которое проникает в нижние слои кожи, может быть достаточно большим, чтобы вызвать повреждение. [71]

Солнцезащитный крем уменьшает прямое повреждение ДНК, вызывающее солнечные ожоги, блокируя UVB, а обычный рейтинг SPF показывает, насколько эффективно блокируется это излучение. Поэтому SPF также называется UVB-PF, что означает «фактор защиты от UVB». [72] Однако этот рейтинг не дает никаких данных о важной защите от UVA, [73] который в первую очередь не вызывает солнечные ожоги, но все равно вреден, поскольку вызывает косвенное повреждение ДНК и также считается канцерогенным. Несколько исследований показывают, что отсутствие фильтров UVA может быть причиной более высокой заболеваемости меланомой у пользователей солнцезащитных кремов по сравнению с теми, кто ими не пользуется. [74] [75] [76] [77] [78] Некоторые солнцезащитные лосьоны содержат диоксид титана , оксид цинка и авобензон , которые помогают защищать от лучей UVA.

Фотохимические свойства меланина делают его прекрасным фотопротектором . Однако солнцезащитные химикаты не могут рассеивать энергию возбужденного состояния так же эффективно, как меланин, и поэтому, если ингредиенты солнцезащитного крема проникают в нижние слои кожи, количество активных форм кислорода может увеличиться. [79] [69] [70] [80] Количество солнцезащитного крема, проникающего через роговой слой, может быть или не быть достаточно большим, чтобы вызвать повреждение.

В эксперименте Хансона и др ., опубликованном в 2006 году, количество вредных активных форм кислорода (ROS) измерялось в необработанной и обработанной солнцезащитным кремом коже. В течение первых 20 минут пленка солнцезащитного крема оказывала защитный эффект, а количество видов ROS было меньше. Однако через 60 минут количество поглощенного солнцезащитного крема было настолько высоким, что количество ROS было выше в обработанной солнцезащитным кремом коже, чем в необработанной коже. [79] Исследование показывает, что солнцезащитный крем необходимо наносить повторно в течение 2 часов, чтобы предотвратить проникновение УФ-излучения в живые клетки кожи, пропитанные солнцезащитным кремом. [79]

Обострение некоторых кожных заболеваний

Ультрафиолетовое излучение может усугубить течение нескольких кожных заболеваний и состояний, включая [81] системную красную волчанку , синдром Шегрена , синдром Синеара-Ашера , розацеа , дерматомиозит , болезнь Дарье , синдром Киндлера-Вири и порокератоз . [82]

Повреждение глаз

Знаки часто используются для предупреждения об опасности мощных источников ультрафиолетового излучения.

Глаз наиболее чувствителен к повреждению ультрафиолетом в нижнем диапазоне UVC при 265–275 нм. Излучение этой длины волны почти отсутствует в солнечном свете на поверхности Земли, но испускается искусственными источниками, такими как электрические дуги, используемые при дуговой сварке . Незащищенное воздействие этих источников может вызвать «вспышку сварщика» или «дуговой глаз» ( фотокератит ) и может привести к образованию катаракты , птеригиума и пингвекулы . В меньшей степени UVB в солнечном свете от 310 до 280 нм также вызывает фотокератит («снежная слепота»), и могут быть повреждены роговица , хрусталик и сетчатка . [83]

Защитные очки полезны для тех, кто подвергается воздействию ультрафиолетового излучения. Поскольку свет может достигать глаз с боков, полная защита глаз обычно оправдана, если есть повышенный риск воздействия, как при высотном альпинизме. Альпинисты подвергаются воздействию более высоких, чем обычно, уровней УФ-излучения, как из-за меньшей атмосферной фильтрации, так и из-за отражения от снега и льда. [84] [85] Обычные, необработанные очки обеспечивают некоторую защиту. Большинство пластиковых линз обеспечивают большую защиту, чем стеклянные линзы, потому что, как отмечалось выше, стекло прозрачно для УФА, а обычный акриловый пластик, используемый для линз, менее прозрачен. Некоторые материалы для пластиковых линз, такие как поликарбонат , по своей природе блокируют большую часть УФ-излучения. [86]

Деградация полимеров, пигментов и красителей

Полипропиленовый канат, поврежденный УФ-излучением (слева) и новый канат (справа)

УФ-деградация — одна из форм деградации полимеров , которая влияет на пластик, подвергающийся воздействию солнечного света . Проблема проявляется в виде обесцвечивания или выцветания, растрескивания, потери прочности или распада. Эффекты воздействия усиливаются с течением времени воздействия и интенсивностью солнечного света. Добавление УФ-поглотителей подавляет эффект.

ИК-спектр, показывающий поглощение карбонила из-за УФ-деградации полиэтилена

Чувствительные полимеры включают термопластики и специальные волокна, такие как арамиды . Поглощение ультрафиолета приводит к деградации цепи и потере прочности в чувствительных точках структуры цепи. Арамидный канат должен быть экранирован оболочкой из термопластика, чтобы сохранить свою прочность. [ необходима цитата ]

Многие пигменты и красители поглощают УФ-излучение и меняют цвет, поэтому картины и текстиль могут нуждаться в дополнительной защите как от солнечного света, так и от флуоресцентных ламп, двух распространенных источников УФ-излучения. Оконное стекло поглощает часть вредного УФ-излучения, но ценным артефактам требуется дополнительная защита. Например, многие музеи размещают черные занавески над акварельными картинами и древними тканями. Поскольку акварель может иметь очень низкий уровень пигмента, ей нужна дополнительная защита от УФ-излучения. Различные формы стекла для рамок картин , включая акрил (плексиглас), ламинаты и покрытия, обеспечивают различную степень защиты от УФ-излучения (и видимого света). [ требуется ссылка ]

Приложения

Благодаря своей способности вызывать химические реакции и возбуждать флуоресценцию в материалах, ультрафиолетовое излучение имеет ряд применений. В следующей таблице [87] приведены некоторые применения определенных диапазонов длин волн в УФ-спектре.

Фотография

Портрет, снятый исключительно с использованием ультрафиолетового света с длиной волны от 335 до 365 нанометров.

Фотопленка реагирует на ультрафиолетовое излучение, но стеклянные линзы камер обычно блокируют излучение короче 350 нм. Слегка желтые фильтры, блокирующие УФ-излучение, часто используются для уличной фотографии, чтобы предотвратить нежелательное посинение и переэкспонирование УФ-лучами. Для фотографии в ближнем УФ-диапазоне могут использоваться специальные фильтры. Для фотографии с длиной волны короче 350 нм требуются специальные кварцевые линзы, которые не поглощают излучение. Датчики цифровых камер могут иметь внутренние фильтры, блокирующие УФ-излучение, чтобы улучшить точность цветопередачи. Иногда эти внутренние фильтры можно снять или они могут отсутствовать, а внешний фильтр видимого света подготавливает камеру к съемке в ближнем УФ-диапазоне. Некоторые камеры предназначены для использования в УФ-диапазоне. [ необходима цитата ]

Фотография с помощью отраженного ультрафиолетового излучения полезна для медицинских, научных и судебных расследований, в таких распространенных приложениях, как обнаружение синяков на коже, изменение документов или реставрационные работы на картинах. Фотография флуоресценции, создаваемой ультрафиолетовым освещением, использует видимые длины волн света. [ необходима цитата ]

Полярное сияние на северном полюсе Юпитера , наблюдаемое в ультрафиолетовом свете космическим телескопом «Хаббл»

В ультрафиолетовой астрономии измерения используются для определения химического состава межзвездной среды, а также температуры и состава звезд. Поскольку озоновый слой блокирует многие УФ-частоты, не позволяя им достичь телескопов на поверхности Земли, большинство УФ-наблюдений проводятся из космоса. [ необходима цитата ]

Электротехническая и электронная промышленность

Коронный разряд на электроприборах можно обнаружить по его ультрафиолетовому излучению. Корона вызывает деградацию электроизоляции и выброс озона и оксида азота . [89]

EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) стирается под воздействием УФ-излучения. Эти модули имеют прозрачное ( кварцевое ) окно в верхней части чипа, которое пропускает УФ-излучение.

Использование флуоресцентных красителей

Бесцветные флуоресцентные красители , которые излучают синий свет под действием УФ-излучения, добавляются в качестве оптических отбеливателей в бумагу и ткани. Синий свет, излучаемый этими агентами, нейтрализует желтые оттенки, которые могут присутствовать, и заставляет цвета и белые цвета казаться белее или более ярко окрашенными.

УФ-флуоресцентные красители, которые светятся в основных цветах, используются в красках, бумагах и текстиле либо для усиления цвета при дневном освещении, либо для создания специальных эффектов при освещении УФ-лампами. Краски черного света , которые содержат красители, светящиеся в УФ-излучении, используются в ряде художественных и эстетических приложений. [ необходима цитата ]

Парки развлечений часто используют ультрафиолетовое освещение для флуоресцентного освещения аттракционов и задников. Это часто имеет побочный эффект, заставляя белую одежду райдеров светиться светло-фиолетовым цветом. [ необходима цитата ]

На многих кредитных картах Visa появляется изображение птицы, если поместить их под источник ультрафиолетового света.

Чтобы предотвратить подделку валюты или важных документов, таких как водительские права и паспорта , бумага может включать УФ- водяной знак или флуоресцентные многоцветные волокна, которые видны в ультрафиолетовом свете. Почтовые марки помечены фосфором , который светится в ультрафиолетовых лучах, что позволяет автоматически определять марку и лицевую сторону письма.

УФ-флуоресцентные красители используются во многих областях (например, в биохимии и судебной экспертизе ). Некоторые марки перцовых баллончиков оставляют невидимый химикат (УФ-краситель), который нелегко смыть с лица нападавшего, распылившего перцовый баллончик, что впоследствии поможет полиции идентифицировать нападавшего.

В некоторых типах неразрушающего контроля УФ стимулирует флуоресцентные красители, чтобы выделить дефекты в широком диапазоне материалов. Эти красители могут переноситься в дефекты, разрушающие поверхность, капиллярным действием ( проникающая дефектоскопия ) или они могут быть связаны с ферритовыми частицами, попавшими в магнитные поля утечки в ферромагнитных материалах ( магнитопорошковая дефектоскопия ).

Аналитическое использование

Криминалистика

УФ-излучение является следственным инструментом на месте преступления, помогающим обнаружить и идентифицировать такие телесные жидкости, как сперма, кровь и слюна. [90] Например, эякулированные жидкости или слюна могут быть обнаружены мощными источниками УФ-излучения, независимо от структуры или цвета поверхности, на которую попала жидкость. [91] Микроспектроскопия в УФ-видимом диапазоне также используется для анализа следов вещественных доказательств, таких как текстильные волокна и частицы краски, а также сомнительные документы.

Другие приложения включают аутентификацию различных предметов коллекционирования и искусства, а также обнаружение поддельных денег. Даже материалы, не имеющие специальной маркировки с использованием УФ-чувствительных красителей, могут иметь характерную флуоресценцию под воздействием УФ-излучения или могут флуоресцировать по-разному под воздействием коротковолнового и длинноволнового ультрафиолета.

Повышение контрастности чернил

Используя многоспектральную визуализацию, можно читать неразборчивые папирусы , такие как сожженные папирусы Виллы Папирусов или Оксиринха , или палимпсест Архимеда . Метод заключается в съемке неразборчивого документа с использованием различных фильтров в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне, точно настроенных для захвата определенных длин волн света. Таким образом, можно найти оптимальную спектральную часть для различения чернил от бумаги на поверхности папируса.

Простые источники НУВ можно использовать для выделения выцветших чернил на основе железа на пергаменте . [92]

Соблюдение санитарных норм

Человек в полной защитной экипировке, светящийся в ультрафиолетовом свете
После тренировочных упражнений с использованием поддельных биологических жидкостей средства индивидуальной защиты медицинского работника проверяются ультрафиолетом на наличие невидимых капель жидкостей. Эти жидкости могут содержать смертельные вирусы или другие загрязнения.

Ультрафиолет помогает обнаружить органические отложения, которые остаются на поверхностях, где периодическая очистка и дезинфекция могли не сработать. Он используется в гостиничном бизнесе, производстве и других отраслях, где проверяются уровни чистоты или загрязнения . [ 93] [94] [95] [96]

Постоянные новостные сюжеты многих телевизионных новостных организаций включают в себя расследование журналиста, использующего подобное устройство для выявления антисанитарных условий в гостиницах, общественных туалетах, поручнях и т. д. [97] [98]

Химия

Спектроскопия УФ/Вид широко используется в качестве метода в химии для анализа химической структуры , наиболее заметным из которых являются сопряженные системы . УФ-излучение часто используется для возбуждения заданного образца, где флуоресцентное излучение измеряется с помощью спектрофлуориметра . В биологических исследованиях УФ-излучение используется для количественной оценки нуклеиновых кислот или белков . В химии окружающей среды УФ-излучение также может использоваться для обнаружения загрязняющих веществ, вызывающих беспокойство, в образцах воды. [99]

В приложениях по контролю загрязнения ультрафиолетовые анализаторы используются для обнаружения выбросов оксидов азота, соединений серы, ртути и аммиака, например, в дымовых газах электростанций, работающих на ископаемом топливе. [100] Ультрафиолетовое излучение может обнаруживать тонкие пленки разлитой нефти на воде, либо за счет высокой отражательной способности масляных пленок на длинах волн УФ, флуоресценции соединений в масле или за счет поглощения УФ-излучения, создаваемого рассеянием Рамана в воде. [101] Поглощение УФ-излучения также может быть использовано для количественной оценки загрязняющих веществ в сточных водах. Наиболее часто используемое поглощение УФ-излучения при 254 нм обычно используется в качестве суррогатных параметров для количественной оценки NOM. [99] Другая форма метода обнаружения на основе света использует широкий спектр матрицы эмиссии возбуждения (EEM) для обнаружения и идентификации загрязняющих веществ на основе их флуоресцентных свойств. [99] [102] EEM может использоваться для различения различных групп NOM на основе разницы в излучении света и возбуждении флуорофоров. Сообщается, что НОМ с определенными молекулярными структурами обладают флуоресцентными свойствами в широком диапазоне длин волн возбуждения/испускания. [103] [99]

Коллекция образцов минералов, ярко флуоресцирующих на разных длинах волн, как видно при облучении УФ-излучением.

Ультрафиолетовые лампы также используются при анализе некоторых минералов и драгоценных камней .

Материаловедение использует

Обнаружение пожара

В общем, ультрафиолетовые детекторы используют либо твердотельное устройство, например, на основе карбида кремния или нитрида алюминия , либо газонаполненную трубку в качестве чувствительного элемента. УФ-детекторы, которые чувствительны к УФ в любой части спектра, реагируют на облучение солнечным светом и искусственным светом . Например, горящее водородное пламя излучает сильно в диапазоне от 185 до 260 нанометров и только очень слабо в ИК- области, тогда как угольный пожар излучает очень слабо в УФ-диапазоне, но очень сильно в ИК-диапазоне; таким образом, пожарный детектор, работающий с использованием как УФ-, так и ИК-детекторов, более надежен, чем тот, у которого есть только УФ-детектор. Практически все пожары излучают некоторое количество излучения в диапазоне УФ-С, тогда как излучение Солнца в этом диапазоне поглощается атмосферой Земли . В результате УФ-детектор «солнечно слеп», то есть он не вызовет сигнал тревоги в ответ на излучение Солнца, поэтому его можно легко использовать как в помещении, так и на открытом воздухе.

Детекторы ультрафиолетового излучения чувствительны к большинству пожаров, включая углеводороды , металлы, серу , водород , гидразин и аммиак . Дуговая сварка , электрические дуги, молнии , рентгеновские лучи, используемые в оборудовании для неразрушающего контроля металлов (хотя это крайне маловероятно), и радиоактивные материалы могут создавать уровни, которые активируют систему обнаружения ультрафиолетового излучения. Присутствие поглощающих ультрафиолет газов и паров ослабит ультрафиолетовое излучение от огня, что отрицательно скажется на способности детектора обнаруживать пламя. Аналогично, присутствие масляного тумана в воздухе или масляной пленки на окне детектора будет иметь тот же эффект.

Фотолитография

Ультрафиолетовое излучение используется для фотолитографии с очень высоким разрешением , процедуры, в которой химическое вещество, называемое фоторезистом, подвергается воздействию УФ-излучения, прошедшего через маску. Воздействие вызывает химические реакции в фоторезисте. После удаления нежелательного фоторезиста на образце остается рисунок, определяемый маской. Затем можно предпринять шаги для «вытравливания», осаждения или иного изменения областей образца, где не осталось фоторезиста.

Фотолитография используется в производстве полупроводников , компонентов интегральных схем , [104] и печатных плат . Процессы фотолитографии, используемые для изготовления электронных интегральных схем, в настоящее время используют УФ-излучение 193 нм и экспериментально используют УФ-излучение 13,5 нм для экстремальной ультрафиолетовой литографии .

Полимеры

Электронные компоненты, которым требуется четкая прозрачность для выхода или входа света (фотоэлектрические панели и датчики), могут быть залиты акриловыми смолами, которые отверждаются с помощью УФ-энергии. Преимуществами являются низкие выбросы ЛОС и быстрое отверждение.

Воздействие УФ-излучения на готовые поверхности через 0, 20 и 43 часа

Определенные чернила, покрытия и клеи изготавливаются с использованием фотоинициаторов и смол. При воздействии УФ-излучения происходит полимеризация , и клеи затвердевают или отверждаются, обычно в течение нескольких секунд. Области применения включают склеивание стекла и пластика, покрытия оптических волокон , покрытие напольных покрытий, УФ-покрытия и отделку бумаги в офсетной печати , зубные пломбы и декоративные ногтевые «гели».

Источники УФ-излучения для УФ-отверждения включают УФ-лампы , УФ- светодиоды и эксимерные лампы-вспышки. Быстрые процессы, такие как флексографская или офсетная печать, требуют высокоинтенсивного света, сфокусированного через отражатели на движущуюся подложку, и поэтому используются лампы высокого давления на основе ртути (ртути) или железа (легированного железа), питаемые электрическими дугами или микроволнами. Для статических применений можно использовать маломощные люминесцентные лампы и светодиоды. Небольшие лампы высокого давления могут фокусировать свет и передавать его в рабочую зону через заполненные жидкостью или волоконно-оптические световоды.

Воздействие УФ на полимеры используется для модификации ( шероховатости и гидрофобности ) полимерных поверхностей. Например, поверхность полиметилметакрилата может быть выровнена вакуумным ультрафиолетом. [105]

УФ-излучение полезно при подготовке полимеров с низкой поверхностной энергией для клеев. Полимеры, подвергающиеся воздействию УФ-излучения, окисляются, тем самым повышая поверхностную энергию полимера. Как только поверхностная энергия полимера повышается, связь между клеем и полимером становится прочнее.

Биологическое использование

Очистка воздуха

Используя каталитическую химическую реакцию из диоксида титана и воздействия УФ-С, окисление органического вещества преобразует патогены , пыльцу и споры плесени в безвредные инертные побочные продукты. Однако реакция диоксида титана и УФ-С не является прямым путем. Несколько сотен реакций происходят до стадии инертных побочных продуктов и могут препятствовать результирующей реакции, создавая формальдегид , альдегид и другие ЛОС на пути к финальной стадии. Таким образом, использование диоксида титана и УФ-С требует очень специфических параметров для успешного результата. Механизм очищения УФ-излучением представляет собой фотохимический процесс. Загрязнители в среде помещений почти полностью представляют собой органические соединения на основе углерода, которые распадаются при воздействии высокоинтенсивного УФ-излучения с длиной волны от 240 до 280 нм. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение может разрушать ДНК живых микроорганизмов. [106] Эффективность УФ-С напрямую связана с интенсивностью и временем воздействия.

Также было показано, что УФ-излучение снижает газообразные загрязняющие вещества, такие как оксид углерода и летучие органические соединения . [107] [108] [109] УФ-лампы, излучающие на 184 и 254 нм, могут удалять низкие концентрации углеводородов и оксида углерода , если воздух рециркулируется между помещением и камерой лампы. Такое расположение предотвращает попадание озона в обработанный воздух. Аналогичным образом воздух может быть очищен путем пропускания через один источник УФ-излучения, работающий на 184 нм, и пропускания через пентаоксид железа для удаления озона, производимого УФ-лампой.

Стерилизация и дезинфекция

Когда вытяжка не используется, разрядная трубка низкого давления с парами ртути наполняет внутреннюю часть вытяжки коротковолновым ультрафиолетовым светом, стерилизуя микробиологические загрязнения с облученных поверхностей.

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации рабочих пространств и инструментов, используемых в биологических лабораториях и медицинских учреждениях. Коммерчески доступные ртутные лампы низкого давления излучают около 86% своего излучения на длине волны 254 нанометра (нм), при этом 265 нм является пиковой кривой бактерицидной эффективности. УФ-излучение на этих бактерицидных длинах волн повреждает ДНК/РНК микроорганизма, так что он не может размножаться, делая его безвредным (даже если организм не может быть убит). [110] Поскольку микроорганизмы могут быть защищены от ультрафиолетовых лучей в небольших трещинах и других затененных областях, эти лампы используются только в качестве дополнения к другим методам стерилизации.

Светодиоды UVC относительно новы на коммерческом рынке и набирают популярность. [ неудачная проверка ] [111] Благодаря своей монохроматической природе (±5 нм) [ неудачная проверка ] эти светодиоды могут быть нацелены на определенную длину волны, необходимую для дезинфекции. Это особенно важно, учитывая, что патогены различаются по своей чувствительности к определенным длинам волн УФ. Светодиоды не содержат ртути, мгновенно включаются/выключаются и имеют неограниченное количество циклов в течение дня. [112]

Дезинфекция с использованием УФ-излучения обычно используется в очистке сточных вод и находит все большее применение в муниципальной очистке питьевой воды . Многие производители родниковой воды используют оборудование для УФ-дезинфекции для стерилизации своей воды. Солнечная дезинфекция воды [113] была исследована для дешевой очистки загрязненной воды с использованием естественного солнечного света . Излучение УФ-А и повышенная температура воды убивают организмы в воде.

Ультрафиолетовое излучение используется в нескольких процессах обработки пищевых продуктов для уничтожения нежелательных микроорганизмов . УФ можно использовать для пастеризации фруктовых соков, пропуская сок через источник ультрафиолетового излучения высокой интенсивности. Эффективность такого процесса зависит от поглощения УФ-излучения соком.

Импульсный свет (PL) — это метод уничтожения микроорганизмов на поверхностях с помощью импульсов интенсивного широкого спектра, богатого УФ-излучением в диапазоне от 200 до 280 нм . Импульсный свет работает с ксеноновыми импульсными лампами , которые могут производить вспышки несколько раз в секунду. Дезинфекционные роботы используют импульсный УФ. [114]

Антимикробная эффективность отфильтрованного дальнего УФ-С- света (222 нм) в отношении ряда патогенов, включая бактерии и грибки, продемонстрировала подавление роста патогенов, и поскольку он оказывает меньшее вредное воздействие, он дает важные сведения для надежной дезинфекции в медицинских учреждениях, таких как больницы и дома престарелых. [115] Также было показано, что УФ-С эффективен в разрушении вируса SARS-CoV-2. [116]

Биологический

Некоторые животные, включая птиц, рептилий и насекомых, таких как пчелы, могут видеть волны, близкие к ультрафиолетовым. Многие фрукты, цветы и семена сильнее выделяются на фоне в ультрафиолетовых волнах по сравнению с человеческим цветовым зрением. Скорпионы светятся или приобретают желтый или зеленый цвет под УФ-освещением, тем самым помогая контролировать этих паукообразных. Многие птицы имеют узоры в оперении, которые невидимы при обычных длинах волн, но заметны в ультрафиолете, а мочу и другие выделения некоторых животных, включая собак, кошек и людей, гораздо легче обнаружить в ультрафиолете. Следы мочи грызунов могут быть обнаружены специалистами по борьбе с вредителями для надлежащей обработки зараженных жилищ.

Бабочки используют ультрафиолет в качестве системы коммуникации для распознавания пола и брачного поведения. Например, у бабочки Colias eurytheme самцы полагаются на визуальные сигналы для обнаружения и идентификации самок. Вместо того, чтобы использовать химические стимулы для поиска самок, самцов привлекает ультрафиолетовый цвет задних крыльев самок. [117] У бабочек Pieris napi было показано, что самки в северной Финляндии с меньшим количеством УФ-излучения в окружающей среде обладали более сильными УФ-сигналами для привлечения своих самцов, чем те, которые обитали южнее. Это говорит о том, что эволюционно было сложнее повысить УФ-чувствительность глаз самцов, чем увеличить УФ-сигналы, испускаемые самками. [118]

Многие насекомые используют ультрафиолетовые волны от небесных объектов в качестве ориентиров для навигации полета. Локальный источник ультрафиолетового излучения обычно нарушает процесс навигации и в конечном итоге привлекает летающее насекомое.

Энтомолог использует УФ-лампу для сбора жуков в Чако , Парагвай

Зеленый флуоресцентный белок (GFP) часто используется в генетике в качестве маркера. Многие вещества, такие как белки, имеют значительные полосы поглощения света в ультрафиолете, которые представляют интерес для биохимии и смежных областей. Спектрофотометры с возможностью УФ-излучения широко распространены в таких лабораториях.

Ультрафиолетовые ловушки, называемые ловушками для насекомых, используются для уничтожения различных мелких летающих насекомых. Они привлекаются ультрафиолетом и убиваются с помощью электрического разряда или попадают в ловушку, как только вступают в контакт с устройством. Различные конструкции ловушек ультрафиолетового излучения также используются энтомологами для сбора ночных насекомых во время фаунистических исследований.

Терапия

Ультрафиолетовое излучение полезно при лечении кожных заболеваний, таких как псориаз и витилиго . Воздействие UVA, в то время как кожа гиперчувствительна, путем приема псораленов является эффективным методом лечения псориаза . Из-за потенциальной возможности псораленов вызывать повреждение печени , PUVA -терапию можно использовать только ограниченное количество раз в течение жизни пациента.

Фототерапия UVB не требует дополнительных лекарств или местных препаратов для терапевтического эффекта; необходимо только воздействие. Однако фототерапия может быть эффективной при использовании в сочетании с определенными местными методами лечения, такими как антралин, каменноугольная смола и производные витаминов A и D, или системными методами лечения, такими как метотрексат и сориатан . [119]

Герпетология

Рептилиям необходим УФ-B для биосинтеза витамина D и других метаболических процессов. [120] В частности, холекальциферол (витамин D3), который необходим для основных клеточных/нервных функций, а также для использования кальция для производства костей и яиц. [ требуется ссылка ] Длина волны УФА также видна многим рептилиям и может играть важную роль в их способности выживать в дикой природе, а также в визуальной коммуникации между особями. [ требуется ссылка ] Поэтому в типичном вольере для рептилий должен быть доступен флуоресцентный источник УФ-a/b (с надлежащей силой/спектром для вида), чтобы многие [ какие? ] виды в неволе выжили. Простого добавления холекальциферола (витамина D3) будет недостаточно, поскольку существует полный биосинтетический путь [ какой? ], который «перепрыгивается» (риски возможных передозировок), промежуточные молекулы и метаболиты [ какие? ] также играют важные функции в здоровье животных. [ необходима цитата ] Естественный солнечный свет в правильных количествах всегда будет лучше искусственных источников, но это может быть невозможным для смотрителей в разных частях света. [ необходима цитата ]

Известна проблема, что высокие уровни выходного сигнала части спектра УФ-А могут вызывать как клеточные, так и ДНК-повреждения чувствительных частей тела, особенно глаз, где слепота является результатом неправильного использования и размещения источника УФ-А/В, фотокератит . [ требуется ссылка ] Для многих владельцев животных также должно быть предусмотрено наличие адекватного источника тепла, что привело к появлению на рынке «комбинированных» продуктов для тепла и света. [ требуется ссылка ] Смотрители должны быть осторожны с этими «комбинированными» генераторами света/тепла и УФ-А/В, они обычно излучают высокие уровни УФ-А с более низкими уровнями УФ-В, которые устанавливаются и их трудно контролировать, чтобы животные могли удовлетворять свои потребности. [ требуется ссылка ] Лучшая стратегия — использовать отдельные источники этих элементов, и тогда владельцы животных смогут размещать и контролировать их для максимальной пользы для животных. [121]

Эволюционное значение

Эволюция ранних репродуктивных белков и ферментов приписывается в современных моделях эволюционной теории ультрафиолетовому излучению. УФ-В заставляет пары оснований тимина, расположенные рядом друг с другом в генетических последовательностях, связываться вместе в димеры тимина , нарушение в цепи, которое репродуктивные ферменты не могут копировать. Это приводит к сдвигу рамки во время генетической репликации и синтеза белка , что обычно убивает клетку. До образования блокирующего УФ-излучение озонового слоя, когда ранние прокариоты приближались к поверхности океана, они почти всегда вымирали. Те немногие, кто выжил, выработали ферменты, которые контролировали генетический материал и удаляли димеры тимина с помощью ферментов эксцизионной репарации нуклеотидов . Многие ферменты и белки, участвующие в современном митозе и мейозе , похожи на ферменты репарации и, как полагают, являются эволюционными модификациями ферментов, первоначально использовавшихся для преодоления повреждений ДНК, вызванных УФ-излучением. [122]

Повышенные уровни ультрафиолетового излучения, в частности УФ-В, также предположительно являются причиной массовых вымираний, зафиксированных в палеонтологической летописи. [123]

Фотобиология

Фотобиология — это научное исследование полезных и вредных взаимодействий неионизирующего излучения в живых организмах, традиционно определяемое около 10 эВ, первой энергии ионизации кислорода. УФ-излучение имеет диапазон примерно от 3 до 30 эВ по энергии. Таким образом, фотобиология охватывает часть, но не весь спектр УФ-излучения.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Архивировано из оригинала 27 января 2011 года . Получено 12 ноября 2009 года .
  2. ^ Хейг, Джоанна Д. (2007). «Солнце и климат Земли: Поглощение солнечного спектрального излучения атмосферой». Living Reviews in Solar Physics . 4 (2): 2. Bibcode : 2007LRSP....4....2H. doi : 10.12942/lrsp-2007-2 .
  3. ^ Wacker, Matthias; Holick, Michael F. (1 января 2013 г.). «Солнечный свет и витамин D». Дерматоэндокринология . 5 (1): 51–108. doi :10.4161/derm.24494. ISSN  1938-1972. PMC 3897598. PMID 24494042  . 
  4. ^ ab Дэвид Хэмблинг (29 мая 2002 г.). «Пусть свет сияет». The Guardian . Архивировано из оригинала 23 ноября 2014 г. Получено 2 января 2015 г.
  5. ^ Cronin, Thomas W.; Bok, Michael J. (15 сентября 2016 г.). «Фоторецепция и зрение в ультрафиолете». Journal of Experimental Biology . 219 (18): 2790–2801. doi : 10.1242/jeb.128769 . hdl : 11603/13303 . ISSN  1477-9145. PMID  27655820. S2CID  22365933. Архивировано из оригинала 24 июня 2022 г. . Получено 23 июня 2022 г. .
  6. ^ MA Mainster (2006). «Фиолетовый и синий свет, блокирующий интраокулярные линзы: фотозащита против фоторецепции». British Journal of Ophthalmology . 90 (6): 784–792. doi :10.1136/bjo.2005.086553. PMC 1860240. PMID  16714268 . 
  7. ^ Линч, Дэвид К.; Ливингстон, Уильям Чарльз (2001). Цвет и свет в природе (2-е изд.). Кембридж: Cambridge University Press . стр. 231. ISBN 978-0-521-77504-5. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г. . Получено 12 октября 2013 г. . Пределы общего диапазона чувствительности глаза простираются примерно от 310 до 1050 нанометров
  8. ^ Дэш, Мадхаб Чандра; Дэш, Сатья Пракаш (2009). Основы экологии 3E. Tata McGraw-Hill Education. стр. 213. ISBN 978-1-259-08109-5. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г. . Получено 18 октября 2013 г. . Обычно человеческий глаз реагирует на световые лучи от 390 до 760 нм. Этот диапазон может быть расширен до 310–1050 нм в искусственных условиях.
  9. ^ Беннингтон-Кастро, Джозеф (22 ноября 2013 г.). «Хотите ультрафиолетовое зрение? Вам понадобятся глаза поменьше». Gizmodo . Архивировано из оригинала 7 мая 2016 г.
  10. ^ Хант, Д.М.; Карвальо, Л.С.; Кауинг, Дж.А.; Дэвис, В.Л. (2009). «Эволюция и спектральная настройка зрительных пигментов у птиц и млекопитающих». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 364 (1531): 2941–2955. doi : 10.1098/rstb.2009.0044 . ISSN  0962-8436. PMC 2781856. PMID 19720655  . 
  11. ^ Gbur, Gregory (25 июля 2024 г.). «Открытие ультрафиолетового света». Черепа в звездах . Получено 17 сентября 2024 г.цитируя «Von den Herren Ritter und Böckmann» [от господ Риттера и Бёкманна]. Аннален дер Физик (на немецком языке). 7 (4): 527. 1801.
  12. ^ Фреркс, Ян; Вебер, Хайко; Визенфельдт, Герхард (1 июня 2009 г.). «Восприятие и открытие: природа невидимых лучей Иоганна Вильгельма Риттера» . Исследования по истории и философии науки, часть A. 40 ( 2): 143–156. Bibcode : 2009SHPSA..40..143F. doi : 10.1016/j.shpsa.2009.03.014. ISSN  0039-3681.
  13. ^ Дрейпер, Дж. У. (1842). «О новой невесомой субстанции и о классе химических лучей, аналогичных лучам темного тепла». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 80 : 453–461.
  14. ↑ Дрейпер, Дж. У. (январь 1844 г.). «Описание титхонометра». Журнал практической механики и инженера : 122–127.
  15. ^ Бисон, Стивен; Майер, Джеймс В. (23 октября 2007 г.). "12.2.2 Открытия за пределами видимого". Модели света: погоня за спектром от Аристотеля до светодиодов . Нью-Йорк: Springer. стр. 149. ISBN 978-0-387-75107-8.
  16. ^ Хокбергер, Филип Э. (декабрь 2002 г.). «История ультрафиолетовой фотобиологии для людей, животных и микроорганизмов». Photochem. Photobiol. 76 (6): 561–79. doi :10.1562/0031-8655(2002)0760561AHOUPF2.0.CO2. PMID  12511035. S2CID  222100404.
  17. ^ Болтон, Джеймс; Колтон, Кристин (2008). Справочник по ультрафиолетовой дезинфекции . Американская ассоциация водопроводных сооружений. стр. 3–4. ISBN 978-1 58321-584-5.
  18. ^ Озоновый слой также защищает живые существа от этого. Лайман, Теодор (1914). "Виктор Шуман". Астрофизический журнал . 38 (1): 1–4. Bibcode :1914ApJ....39....1L. doi : 10.1086/142050 .
  19. ^ "ISO 21348 Определения спектральных категорий солнечного излучения" (PDF) . Космическая погода (spacewx.com) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2013 г. . Получено 25 августа 2013 г. .
  20. ^ Gullikson, EM; Korde, R.; Canfield, LR; Vest, RE (1996). "Стабильные кремниевые фотодиоды для абсолютных измерений интенсивности в областях VUV и мягкого рентгеновского излучения" (PDF) . Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena . 80 : 313–316. Bibcode :1996JESRP..80..313G. doi :10.1016/0368-2048(96)02983-0. Архивировано из оригинала (PDF) 9 января 2009 года . Получено 8 ноября 2011 года .
  21. ^ Балли, Джон; Рейпурт, Бо (2006). Рождение звезд и планет . Cambridge University Press. стр. 177.
  22. ^ Барк, Ю Б.; Бархударов Э.М.; Козлов Ю Н.; Косый, И.А.; Силаков, вице-президент; Тактакишвили, М.И.; Темчин, С.М. (2000). «Скользящий поверхностный разряд как источник жесткого УФ-излучения». Журнал физики D: Прикладная физика . 33 (7): 859–863. Бибкод : 2000JPhD...33..859B. дои : 10.1088/0022-3727/33/7/317. S2CID  250819933.
  23. ^ "Солнечная радиация" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 ноября 2012 года.
  24. ^ "Введение в солнечную радиацию". newport.com . Архивировано из оригинала 29 октября 2013 г.
  25. ^ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Архивировано из оригинала 28 сентября 2013 года . Получено 12 ноября 2009 года .
  26. ^ Понимание UVA и UVB, архивировано из оригинала 1 мая 2012 г. , извлечено 30 апреля 2012 г.
  27. ^ Ванхелевин, Лукас; Принсен, Элс; Ван дер Стратен, Доминик; Ванденбуше, Филип (2016), «Гормонально-контролируемые реакции растений на УФ-В», Журнал экспериментальной ботаники , 67 (15): 4469–4482, Bibcode : 2016JEBot..67.4469V, doi : 10.1093/jxb/erw261, hdl : 10067/1348620151162165141 , PMID  27401912, заархивировано из оригинала 8 июля 2016 г.
  28. ^ Кальбо, Хосеп; Пажес, Дэвид; Гонсалес, Хосеп-Абель (2005). «Эмпирические исследования влияния облаков на УФ-излучение: обзор». Обзоры геофизики . 43 (2). РГ2002. Бибкод : 2005RvGeo..43.2002C. дои : 10.1029/2004RG000155. hdl : 10256/8464 . ISSN  1944-9208. S2CID  26285358.
  29. ^ Бернетт, ME; Ван, SQ (2011). «Текущие противоречия в отношении солнцезащитных средств: критический обзор». Фотодерматология, фотоиммунология и фотомедицина . 27 (2): 58–67. doi :10.1111/j.1600-0781.2011.00557.x. PMID  21392107. S2CID  29173997.
  30. ^ "Кривая пропускания натриево-кальциевого стекла". Архивировано из оригинала 27 марта 2012 года . Получено 20 января 2012 года .
  31. ^ "B270-Superwite Glass Transmission Curve". Präzisions Glas & Optik . Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Получено 13 января 2017 г.
  32. ^ "Selected Float Glass Transmission Curve". Präzisions Glas & Optik . Архивировано из оригинала 19 октября 2015 г. Получено 13 января 2017 г.
  33. ^ ab Moehrle, Matthias; Soballa, Martin; Korn, Manfred (2003). "УФ-облучение в автомобилях". Фотодерматология, фотоиммунология и фотомедицина . 19 (4): 175–181. doi :10.1034/j.1600-0781.2003.00031.x. ISSN  1600-0781. PMID  12925188. S2CID  37208948.
  34. ^ "Оптические материалы". Newport Corporation. Архивировано из оригинала 11 июня 2020 года . Получено 14 июня 2020 года .
  35. ^ "Insect-O-Cutor" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2013 г.
  36. ^ Родригес, Суэли; Фернандес, Фабиано Андре Нарцисо (18 мая 2012 г.). Достижения в технологиях переработки фруктов. ЦРК Пресс. п. 5. ISBN 978-1-4398-5153-1. Архивировано из оригинала 5 марта 2023 г. . Получено 22 октября 2022 г. .
  37. ^ Клозе, Жюль З.; Бриджес, Дж. Мервин; Отт, Уильям Р. (июнь 1987 г.). Радиометрические стандарты в V-UV (PDF) . NBS Measurement Services (отчет). Специальная публикация NBS. Национальный институт стандартов и технологий США . 250–3. Архивировано (PDF) из оригинала 11 июня 2016 г.
  38. ^ "В чем разница между УФ-светодиодными лампами 365 нм и 395 нм?". waveformlighting.com . Архивировано из оригинала 22 мая 2021 г. . Получено 27 октября 2020 г. .
  39. ^ Boyce, JM (2016). «Современные технологии для улучшения очистки и дезинфекции поверхностей в больницах». Устойчивость к противомикробным препаратам и контроль инфекций . 5 (1): 10. doi : 10.1186/s13756-016-0111-x . PMC 4827199. PMID  27069623 . 
  40. ^ ab "Ультрафиолетовое бактерицидное облучение" (PDF) . Ливерпульский университет . стр. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 6 августа 2016 г.
  41. ^ "Светодиоды UV‑C улучшают возможности хроматографии". GEN Eng News . Архивировано из оригинала 4 ноября 2016 г.
  42. ^ "УФ-лазерный диод: центральная длина волны 375 нм". Thorlabs . Каталог продукции. США / Германия. Архивировано из оригинала 15 декабря 2014 г. Получено 14 декабря 2014 г.
  43. ^ Маршалл, Крис (1996). Простой, надежный ультрафиолетовый лазер: Ce:LiSAF (Отчет). Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе . Архивировано из оригинала 20 сентября 2008 года . Получено 11 января 2008 года .
  44. ^ abc Strauss, CEM; Funk, DJ (1991). "Широко настраиваемая генерация разностной частоты ВУФ с использованием двухфотонных резонансов в H2 и Kr" . Optics Letters . 16 (15): 1192–4. Bibcode :1991OptL...16.1192S. doi :10.1364/ol.16.001192. PMID  19776917. Архивировано из оригинала 29 мая 2024 г. . Получено 11 апреля 2021 г. .
  45. ^ Xiong, Bo; Chang, Yih-Chung; Ng, Cheuk-Yiu (2017). "Интегральные сечения квантового состояния, выбранные для столкновения с переносом заряда O+2 (a4 Π u 5/2,3/2,1/2,−1/2: v+=1–2; J+) [ O+2 (X2 Π g 3/2,1/2: v+=22–23; J+) ] + Ar при энергиях столкновения в центре масс 0,05–10,00 эВ" . Phys. Chem. Chem. Phys . 19 (43): 29057–29067. Bibcode :2017PCCP...1929057X. doi :10.1039/C7CP04886F. PMID  28920600. Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г.
  46. ^ "E-UV приближается к 10 нм". EE Times . Архивировано из оригинала 15 октября 2014 г. Получено 26 сентября 2014 г.
  47. ^ Sivamani, RK; Crane, LA; Dellavalle, RP (апрель 2009 г.). «Преимущества и риски ультрафиолетового загара и его альтернатив: роль разумного воздействия солнца». Dermatologic Clinics . 27 (2): 149–154. doi :10.1016/j.det.2008.11.008. PMC 2692214. PMID  19254658 . 
  48. ^ Wacker, Matthias; Holick, Michael F. (1 января 2013 г.). «Солнечный свет и витамин D». Дерматоэндокринология . 5 (1): 51–108. doi :10.4161/derm.24494. ISSN  1938-1972. PMC 3897598. PMID 24494042  . 
  49. ^ ab Известные эффекты УФ-излучения для здоровья: ультрафиолетовое излучение и программа INTERSUN (отчет). Всемирная организация здравоохранения. Архивировано из оригинала 16 октября 2016 г.
  50. ^ Ламберг-Аллардт, Кристель (1 сентября 2006 г.). «Витамин D в пищевых продуктах и ​​в качестве добавок». Progress in Biophysics and Molecular Biology . 92 (1): 33–38. doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2006.02.017 . ISSN  0079-6107. PMID  16618499.
  51. ^ Корб, Алекс (17 ноября 2011 г.). "Повышение активности серотонина". Psychology Today . Архивировано из оригинала 1 августа 2017 г.
  52. ^ Янг, СН (2007). «Как повысить уровень серотонина в мозге человека без лекарств». Журнал психиатрии и нейробиологии . 32 (6): 394–399. PMC 2077351. PMID  18043762 . 
  53. ^ Juzeniene, Asta; Moan, Johan (27 октября 2014 г.). «Полезные эффекты УФ-излучения, отличные от выработки витамина D». Dermato-Endocrinology . 4 (2): 109–117. doi :10.4161/derm.20013. PMC 3427189 . PMID  22928066. 
  54. ^ "Влияние ультрафиолетового излучения на здоровье" Архивировано 8 октября 2016 г. на Wayback Machine . Правительство Канады.
  55. ^ Herzinger, T.; Funk, JO; Hillmer, K.; Eick, D.; Wolf, DA; Kind, P. (1995). «Остановка клеточного цикла G2, вызванная облучением ультрафиолетом B, в кератиноцитах человека путем ингибирующего фосфорилирования киназы клеточного цикла cdc2». Онкоген . 11 (10): 2151–2156. PMID  7478536.
  56. ^ Бхатия, Бхавнит К.; Бахр, Брукс А.; Мурасе, Дженни Э. (2015). «Эксимерная лазерная терапия и узкополосная ультрафиолетовая B-терапия при эксфолиативном хейлите». Международный журнал женской дерматологии . 1 (2): 95–98. doi : 10.1016 /j.ijwd.2015.01.006. PMC 5418752. PMID  28491966. 
  57. ^ Мейер-Рохов, Виктор Бенно (2000). «Риски, особенно для глаз, возникающие в результате повышения уровня солнечного УФ-излучения в Арктике и Антарктике». Международный журнал циркумполярного здоровья . 59 (1): 38–51. PMID  10850006.
  58. ^ "Влияние УФ-излучения на здоровье". Всемирная организация здравоохранения. Архивировано из оригинала 17 марта 2015 г.
  59. ^ Руководство по ультрафиолетовому излучению (PDF) . Центр охраны окружающей среды (отчет). Норфолк, Вирджиния: ВМС США. Апрель 1992 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2019 г. Получено 21 декабря 2019 г.
  60. ^ "Что такое ультрафиолетовое (УФ) излучение?". cancer.org . Архивировано из оригинала 3 апреля 2017 г. . Получено 11 июня 2017 г. .
  61. ^ Torma, H.; Berne, B.; Vahlquist, A. (1988). «УФ-облучение и местное применение витамина A модулируют этерификацию ретинола в эпидермисе безволосых мышей». Acta Derm. Venereol . 68 (4): 291–299. PMID  2459873.
  62. ^ ab Bernstein C, Bernstein H, Payne CM, Garewal H (июнь 2002 г.). «Репарация ДНК / проапоптотические белки двойной роли в пяти основных путях репарации ДНК: надежная защита от канцерогенеза». Mutat. Res . 511 (2): 145–78. Bibcode :2002MRRMR.511..145B. doi :10.1016/S1383-5742(02)00009-1. PMID  12052432.
  63. ^ Davies, H.; Bignell, GR; Cox, C. (июнь 2002 г.). «Мутации гена BRAF при раке человека» (PDF) . Nature . 417 (6892): 949–954. Bibcode :2002Natur.417..949D. doi :10.1038/nature00766. PMID  12068308. S2CID 3071547 . Архивировано (PDF) из оригинала 5 августа 2020 г. . Получено 30 ноября 2019 г. . 
  64. ^ Уэллер, Ричард (10 июня 2015 г.). «Избегание солнца может убивать вас больше, чем вы думаете» . New Scientist . Архивировано из оригинала 9 июня 2017 г.
  65. ^ Hogan, C. Michael (25 мая 2012 г.) [12 ноября 2010 г.]. "Sunlight". В Saundry, P.; Cleveland, C. (ред.). Encyclopedia of Earth . Архивировано из оригинала 19 октября 2013 г.
  66. ^ Д'Орацио, Джон; Джарретт, Стюарт; Амаро-Ортис, Александра; Скотт, Тимоти (7 июня 2013 г.). «УФ-излучение и кожа». Международный журнал молекулярных наук . 14 (6): 12222–12248. doi : 10.3390/ijms140612222 . ISSN  1422-0067. PMC 3709783. PMID 23749111  . 
  67. ^ Свободова А.Р., Галандакова А, Сянска Дж и др. (январь 2012 г.). «Повреждение ДНК после острого воздействия на кожу мышей физиологических доз ультрафиолета B и UVA». Арх. Дерматол. Рез . 304 (5): 407–412. дои : 10.1007/s00403-012-1212-x. PMID  22271212. S2CID  20554266.
  68. ^ Halliday GM, Byrne SN, Damian DL (декабрь 2011 г.). «Ультрафиолетовое излучение А: его роль в иммуносупрессии и канцерогенезе». Semin. Cutan. Med. Surg . 30 (4): 214–21. doi :10.1016/j.sder.2011.08.002 (неактивен 1 ноября 2024 г.). PMID  22123419.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  69. ^ ab Xu, C.; Green, Adele; Parisi, Alfio; Parsons, Peter G (2001). «Фотосенсибилизация солнцезащитного октилового p-диметиламинобензоата b УФ-A в меланоцитах человека, но не в кератиноцитах». Фотохимия и фотобиология . 73 (6): 600–604. doi :10.1562/0031-8655(2001)073<0600:POTSOP>2.0.CO;2. PMID  11421064. S2CID  38706861.
  70. ^ ab Knowland, John; McKenzie, Edward A.; McHugh, Peter J.; Cridland, Nigel A. (1993). «Мутагенность обычного солнцезащитного ингредиента, вызванная солнечным светом». FEBS Letters . 324 (3): 309–313. Bibcode : 1993FEBSL.324..309K. doi : 10.1016/0014-5793(93)80141-G. PMID  8405372. S2CID  23853321.
  71. ^ Chatelaine, E.; Gabard, B.; Surber, C. (2003). «Проникновение в кожу и фактор защиты от солнца пяти УФ-фильтров: влияние транспортного средства» . Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol . 16 (1): 28–35. doi :10.1159/000068291. PMID  12566826. S2CID  13458955. Архивировано из оригинала 27 декабря 2013 г. . Получено 26 декабря 2013 г. .
  72. ^ Stephens TJ, Herndon JH, Colón LE, Gottschalk RW (февраль 2011 г.). «Влияние естественного солнечного света на фактор защиты от УФ-B-излучения (UVB-SPF) и фактор защиты от УФ-А-излучения (UVA-PF) солнцезащитного крема с SPF 50 от УФ-А/УФ-В». J. Drugs Dermatol . 10 (2): 150–155. PMID  21283919.
  73. ^ Куто С., Куто О., Алами-Эль Бури С., Койффард LJ (август 2011 г.). «Солнцезащитные средства: от чего они нас защищают?». Межд. Дж. Фарм . 415 (1–2): 181–184. doi : 10.1016/j.ijpharm.2011.05.071. ПМИД  21669263.
  74. ^ Гарланд C, Гарланд F, Горхэм E (1992). «Могут ли солнцезащитные кремы увеличить риск меланомы?». Am. J. Public Health . 82 (4): 614–615. doi :10.2105/AJPH.82.4.614. PMC 1694089. PMID 1546792  . 
  75. ^ Westerdahl J, Ingvar C, Masback A, Olsson H (2000). «Использование солнцезащитного крема и злокачественная меланома». International Journal of Cancer . 87 (1): 145–150. doi :10.1002/1097-0215(20000701)87:1<145::AID-IJC22>3.0.CO;2-3. PMID  10861466.
  76. ^ Autier P, Dore JF, Schifflers E и др. (1995). «Меланома и использование солнцезащитных кремов: исследование случай-контроль EORTC в Германии, Бельгии и Франции». Int. J. Cancer . 61 (6): 749–755. doi :10.1002/ijc.2910610602. PMID  7790106. S2CID  34941555.
  77. ^ Weinstock, MA (1999). «Увеличивают или уменьшают ли солнцезащитные кремы риск меланомы: эпидемиологическая оценка». Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings . 4 (1): 97–100. PMID  10537017. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 г. Получено 5 декабря 2022 г.
  78. ^ Вайнио, Х.; Бьянкини, Ф. (2000). «Комментарий: профилактические эффекты солнцезащитных кремов против рака неопределенны». Scandinavian Journal of Work, Environment & Health . 26 (6): 529–531. doi : 10.5271/sjweh.578 .
  79. ^ abc Hanson, Kerry M.; Gratton, Enrico; Bardeen, Christopher J. (2006). "Sunscreen enhancement of UV-induced reactive oxygen species in the skin" (PDF) . Free Radical Biology and Medicine . 41 (8): 1205–1212. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2006.06.011. PMID  17015167. S2CID  13999532. Архивировано (PDF) из оригинала 14 марта 2020 г. . Получено 6 сентября 2018 г. .
  80. ^ Дамиани, Э.; Гречи, Л.; Парсонс, Р.; Ноулэнд, Дж. (1999). «Нитроксидные радикалы защищают ДНК от повреждения при освещении in vitro в присутствии дибензоилметана и распространенного ингредиента солнцезащитного крема». Free Radic. Biol. Med . 26 (7–8): 809–816. doi :10.1016/S0891-5849(98)00292-5. PMID  10232823.
  81. ^ §2 Фотоусугубленные расстройства (PDF) . Европейский дерматологический форум (отчет). Европейские рекомендации по фотодерматозам . Получено 1 января 2016 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  82. ^ Medscape: Порокератоз Архивировано 24 июня 2021 г. на Wayback Machine .
  83. ^ Известные последствия воздействия УФ-излучения на здоровье (отчет). Всемирная организация здравоохранения. Архивировано из оригинала 24 октября 2016 г.
  84. ^ "УФ-излучение". Всемирная организация здравоохранения. Архивировано из оригинала 25 октября 2016 года.
  85. ^ Что такое УФ-излучение и насколько оно увеличивается с высотой? (Отчет). Национальное управление океанографии и атмосферы США . Архивировано из оригинала 3 января 2017 года.
  86. ^ "Оптические свойства материалов линз" . Optician Online . 6 июня 2005 г. Архивировано из оригинала 26 октября 2016 г.
  87. ^ "Классификация УФ". SETi . Архивировано из оригинала 1 декабря 2019 . Получено 1 декабря 2019 .
    "Приложения". SETi . Архивировано из оригинала 20 августа 2008 . Получено 26 сентября 2009 .{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  88. ^ "Ультрафиолетовый свет, УФ-лучи, что такое ультрафиолет, УФ-лампы, ловушка для мух". Pestproducts.com. Архивировано из оригинала 8 октября 2011 г. Получено 8 ноября 2011 г.
  89. ^ "Журнал дневной УФ-инспекции". Corona . Архивировано из оригинала 1 августа 2004 года.
  90. ^ Springer, E.; Almog, J.; Frank, A.; Ziv, Z.; Bergman, P.; Gui Quang, W. (1994). «Обнаружение сухих телесных жидкостей с помощью собственной коротковолновой УФ-люминесценции: предварительные результаты». Forensic Sci. Int . 66 (2): 89–94. doi :10.1016/0379-0738(94)90332-8. PMID  8063277.
  91. ^ Фидлер, Аня; Бенеке, Марк; и др. «Обнаружение спермы (человеческой и хряка) и слюны на тканях с помощью очень мощного источника УФ-/видимого света» (PDF) . Bentham Science . Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2012 г. . Получено 10 декабря 2009 г. .
  92. ^ "Цифровая фотография документов". wells-genealogy.org.uk. Архивировано из оригинала 19 сентября 2012 года.
  93. ^ «Определение «Что такое чисто?»». Интегрированная очистка и измерение. Healthy Facilities Institute. Архивировано из оригинала 21 сентября 2017 года . Получено 24 июня 2017 года .
  94. ^ "Неразрушающий контроль: Взгляд сквозь B‑52". afgsc.af.mil . ВВС США . Архивировано из оригинала 16 ноября 2017 года . Получено 24 июня 2017 года .
  95. ^ Эскобар, Дэвид (20 апреля 2015 г.). «Очистка кислородом: проверенный процесс имеет решающее значение для безопасности». Журнал Valve . Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г.
  96. ^ Радж, Балдев; Джаякумар, Т.; Тавасимуту, М. (2002). Практический неразрушающий контроль. Издательство Вудхед. п. 10. ISBN 9781855736009.
  97. ^ "Новое расследование показало, что в некоторых отелях не стирают простыни между гостями". House Beautiful . 15 сентября 2016 г. Архивировано из оригинала 3 июля 2017 г.
  98. ^ «Что скрывается в вашем гостиничном номере?». ABC News . 17 ноября 2010 г. Архивировано из оригинала 22 июля 2016 г.
  99. ^ abcd Ли, Брэндон Чуан Йи; Лим, Фан Йи; Лох, Вэй Хао; Онг, Сэй Леонг; Ху, Цзянъюн (январь 2021 г.). «Возникающие загрязняющие вещества: обзор последних тенденций в их обработке и управлении с использованием световых процессов». Вода . 13 (17): 2340. doi : 10.3390/w13172340 . ISSN  2073-4441.
  100. ^ Баттиха, NE, ред. (2007). Сжатый справочник по измерению и контролю (3-е изд.). ISA. стр. 65–66. ISBN 978-1-55617-995-2.
  101. ^ Fingas, Mervin, ред. (2011). Oil Spill Science and Technology . Elsevier. стр. 123–124. ISBN 978-1-85617-943-0.
  102. ^ "Что такое матрица эмиссии возбуждения (EEM)?". horiba.com . Архивировано из оригинала 10 июля 2023 г. . Получено 10 июля 2023 г. .
  103. ^ Sierra, MMD; Giovanela, M.; Parlanti, E.; Soriano-Sierra, EJ (февраль 2005 г.). «Флуоресцентный отпечаток фульвовых и гуминовых кислот различного происхождения, рассматриваемый с помощью методов одиночного сканирования и возбуждения/эмиссии» . Chemosphere . 58 (6): 715–733. Bibcode :2005Chmsp..58..715S. doi :10.1016/j.chemosphere.2004.09.038. ISSN  0045-6535. PMID  15621185. Архивировано из оригинала 29 мая 2024 г. . Получено 10 июля 2023 г. .
  104. ^ "Deep UV Photoresists". Архивировано из оригинала 12 марта 2006 г.
  105. ^ Р. В. Лапшин; А. П. Алехин; А. Г. Кириленко; С. Л. Одинцов; В. А. Кротков (2010). "Вакуумное ультрафиолетовое сглаживание нанометровых аспергиллитов поверхности полиметилметакрилата" . Журнал исследований поверхности. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные методы . 4 (1): 1–11. Bibcode :2010JSIXS...4....1L. doi :10.1134/S1027451010010015. ISSN  1027-4510. S2CID  97385151. Архивировано из оригинала 9 сентября 2013 г.
  106. ^ "Значение УФ-излучения для растений, выращиваемых в помещении". Лучшая информация о светодиодных светильниках для выращивания растений . 11 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 30 июля 2018 г. Получено 24 июня 2017 г.
  107. ^ Скотт, К. Дж.; Уиллс, Р. Р. Х.; Паттерсон, Б. Д. (1971). «Удаление этилена и других углеводородов, выделяемых бананами, с помощью ультрафиолетовой лампы». Журнал «Наука о продовольствии и сельском хозяйстве » . 22 (9): 496–7. Bibcode : 1971JSFA...22..496S. doi : 10.1002/jsfa.2740220916.
  108. ^ Скотт, К. Дж.; Уиллс, Р. Б. Х. (1973). «Атмосферные загрязнители, уничтоженные в ультрафиолетовом скруббере». Лабораторная практика . 22 (2): 103–6. PMID  4688707.
  109. ^ Шортер, А. Дж.; Скотт, К. Дж. (1986). «Удаление этилена из воздуха и атмосфер с низким содержанием кислорода с помощью ультрафиолетового излучения». Lebensm-Wiss U Technology . 19 : 176–9.
  110. ^ Чанг, Кеннет (7 мая 2020 г.). «Ученые рассматривают возможность использования ультрафиолетового света в помещении для уничтожения коронавируса в воздухе» . The New York Times . Архивировано из оригинала 7 мая 2020 г. Получено 9 мая 2020 г.
  111. ^ Уэлч, Дэвид и др. (январь 2018 г.). «Дальний УФ-свет: новый инструмент для контроля распространения микробных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем». Scientific Reports . 8 (1): 2752. Bibcode :2018NatSR...8.2752W. doi :10.1038/s41598-018-21058-w. ISSN  2045-2322. PMC 5807439 . PMID  29426899. 
  112. ^ "Обновление о наступлении эпохи светодиодной технологии UV-C". wateronline.com . Архивировано из оригинала 20 апреля 2017 г.
  113. ^ "Solar Water Disinfection". Sodis.ch. 2 апреля 2011 г. Архивировано из оригинала 31 августа 2012 г. Получено 8 ноября 2011 г.
  114. ^ "Video Demos". Архивировано из оригинала 19 декабря 2014 года . Получено 27 ноября 2014 года .
  115. ^ Лоренцо-Лил, Ана К.; Там, Вэньси; Хейрандиш, Ата; Мохсени, Маджид; Бах, Орасио (31 октября 2023 г.). Барбоса, Джоана (ред.). «Антимикробная активность отфильтрованного дальнего УФ-света (222 нм) против различных патогенов». BioMed Research International . 2023 (1): 1–8. doi : 10.1155/2023/2085140 . ISSN  2314-6141. PMC 10630020. PMID 37942030  . 
  116. ^ Девитт, Джордж; Джонсон, Питер Б.; Ханрахан, Ниалл; Лейн, Саймон ИР; Видейл, Магдалена К.; Шет, Бхавванти; Аллен, Джоэл Д.; Гумберт, Мария В.; Спаллуто, Косма М.; Эрве, Родольф К.; Стэйплс, Карл; Уэст, Джонатан Дж.; Форстер, Роберт; Дивеча, Нуллин; Маккормик, Кристофер Дж.; Криспин, Макс; Хемплер, Нильс; Малкольм, Грэм ПА; Махаджан, Сумит (2023). «Механизмы инактивации SARS-CoV-2 с использованием лазерного излучения UVC». ACS Photonics . 11 (1): 42–52. doi :10.1021/acsphotonics.3c00828. PMC 10797618 . PMID  38249683. 
  117. ^ Silberglied, Robert E.; Taylor, Orley R. (1978). «Ультрафиолетовое отражение и его поведенческая роль в ухаживании серных бабочек Colias eurytheme и C. philodice (Lepidoptera, Pieridae)». Поведенческая экология и социобиология . 3 (3): 203–43. Bibcode : 1978BEcoS...3..203S. doi : 10.1007/bf00296311. S2CID  38043008.
  118. ^ Мейер-Рохов, В. Б.; Ярвилехто, М. (1997). «Ультрафиолетовые цвета у Pieris napi из северной и южной Финляндии: арктические самки самые яркие!». Naturwissenschaften . 84 (4): 165–168. Bibcode : 1997NW.....84..165M. doi : 10.1007/s001140050373. S2CID  46142866.
  119. ^ "UVB Phototherapy". Национальный фонд псориаза, США. Архивировано из оригинала (php) 22 июня 2007 г. Получено 23 сентября 2007 г.
  120. ^ Diehl, JJE; Baines, FM; Heijboer, AC; van Leeuwen, JP; Kik, M.; Hendriks, WH; Oonincx, DGAB (февраль 2018 г.). «Сравнение компактных ламп UVB в обеспечении синтеза кожного витамина D у растущих бородатых агам» (PDF) . Журнал физиологии животных и питания животных . 102 (1): 308–316. doi : 10.1111/jpn.12728 . PMID  28452197. S2CID  30124686.
  121. ^ "Витамин D и ультрафиолетовый свет – замечательный процесс". UV Guide UK . Архивировано из оригинала 31 мая 2016 года . Получено 13 января 2017 года .
  122. ^ Маргулис, Линн и Саган, Дорион (1986). Происхождение пола: три миллиарда лет генетической рекомбинации (книга) . 1. Yale University Press. ISBN 978-0-300-04619-9. Архивировано из оригинала 29 мая 2024 . Получено 22 ноября 2020 .
  123. ^ Cockell, Charles S. (весна 1999 г.). «Кризисы и вымирание в палеонтологической летописи — роль ультрафиолетового излучения?». Paleobiology . 25 (2): 212–225. doi :10.1017/S0094837300026518. ISSN  0094-8373 . Получено 12 ноября 2024 г. – через Cambridge Core.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки