1. Fotobiológiai hatás
A fotobiológiai biztonság kérdésének megvitatásához az első lépés a fotobiológiai hatások tisztázása. Különböző tudósok eltérően határozzák meg a fotobiológiai hatások jelentését, ami a fény és az élő szervezetek közötti különféle kölcsönhatásokra utalhat. Ebben a cikkben csak az emberi test fény által kiváltott élettani reakcióit tárgyaljuk.
A fotobiológiai hatások az emberi szervezetre sokrétűek. A fotobiológiai hatások különböző mechanizmusai és eredményei szerint nagyjából három kategóriába sorolhatók: a fény vizuális effektusai, a fény nem vizuális effektusai és a fény sugárzási hatásai.
A fény vizuális hatása a fény látásra gyakorolt ​​hatására utal, amely a fény legalapvetőbb hatása. A látás egészsége a világítás legalapvetőbb követelménye. A fény vizuális hatásait befolyásoló tényezők közé tartozik a fényerő, a térbeli eloszlás, a színvisszaadás, a tükröződés, a színjellemzők, a villogás stb., amelyek szemfáradtságot, homályos látást és a vizuális feladatok hatékonyságának csökkenését okozhatják.
A fény nem vizuális hatásai az emberi test fény által kiváltott fiziológiai és pszichológiai reakcióira utalnak, amelyek az emberek munkavégzésének hatékonyságával, biztonságérzetével, komfortérzetével, fiziológiai és érzelmi egészségével kapcsolatosak. A fény nem vizuális hatásainak kutatása viszonylag későn kezdődött, de gyorsan fejlődött. A mai világításminőség-értékelési rendszerben a fény nem vizuális hatásai olyan fontos tényezővé váltak, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni.
A fény sugárzási hatása azt a károsodást jelenti, amelyet a különböző hullámhosszú fénysugárzás bőrre, szaruhártyára, lencsére, retinára és más testrészekre gyakorolt ​​hatása okoz az emberi szövetekben. A fény sugárzási hatása hatásmechanizmusa alapján két kategóriába sorolható: fotokémiai károsodás és hősugárzási károsodás. Különböző veszélyeket foglal magában, például a fényforrásokból származó UV kémiai veszélyeket, a retina kék fényének veszélyeit és a bőr termikus veszélyeit.
Az emberi szervezet bizonyos mértékig képes ellenállni vagy helyreállítani ezeknek a sérüléseknek a hatásait, de amikor a fénysugárzás hatása elér egy bizonyos határt, a szervezet önjavító képessége nem elegendő a sérülések helyreállításához, és a károsodás felhalmozódik, ami visszafordíthatatlan hatásokat eredményez, mint pl. mint látásvesztés, retina elváltozások, bőrkárosodás stb.
Összességében összetett, többtényezős kölcsönhatások, valamint pozitív és negatív visszacsatolási mechanizmusok léteznek az emberi egészség és a fénykörnyezet között. A fénynek az élőlényekre, különösen az emberi testre gyakorolt ​​hatása különböző tényezőkhöz kapcsolódik, mint például a hullámhossz, az intenzitás, a működési feltételek és a szervezet állapota.
A fotobiológia hatásainak tanulmányozásának célja a fotobiológia eredményei és a fénykörnyezet és biológiai állapot közötti összefüggő tényezők feltárása, az egészségkárosító kockázati tényezők és az alkalmazható kedvező szempontok azonosítása, az előnyök keresése és a kár elkerülése, és lehetővé teszik az optika és az élettudományok mély integrációját.

2. Fénybiológiai biztonság
A fotobiológiai biztonság fogalma kétféleképpen értelmezhető: szűken és tágabban. Szűk definíció szerint a „fotobibiztonság” a fény sugárzási hatásai által okozott biztonsági problémákat jelenti, míg a tág értelemben a „fotobibiztonság” a fénysugárzás által az emberi egészségre okozott biztonsági problémákat jelenti, beleértve a fény vizuális hatásait, a fény nem vizuális hatásait. és a fény sugárzási hatásai.
A fotobiológiai biztonság jelenlegi kutatási rendszerében a fotobiológiai biztonság kutatási tárgya a világítás vagy kijelző eszközök, a fotobiológiai biztonság célpontja pedig az emberi test olyan szervek, mint a szem vagy a bőr, amely olyan élettani paraméterek változásában nyilvánul meg, mint a testhőmérséklet és a pupilla átmérője. . A fotobiológiai biztonsággal kapcsolatos kutatások elsősorban három fő irányra fókuszálnak: a fényforrások által keltett fotobiológiai biztonsági sugárzás mérésére és értékelésére, a fotosugárzás és az emberi reakció közötti mennyiségi kapcsolatra, valamint a fotobiológiai sugárzás korlátaira és védelmi módszereire.
A különböző fényforrások által keltett fénysugárzás intenzitása, térbeli eloszlása ​​és spektruma változó. A világítási anyagok és az intelligens világítástechnika fejlődésével az új intelligens fényforrásokat, például a LED-es fényforrásokat, az OLED fényforrásokat és a lézerfényforrásokat fokozatosan alkalmazni fogják otthoni, kereskedelmi, orvosi, irodai vagy speciális világítási forgatókönyvekben. A hagyományos fényforrásokhoz képest az új intelligens fényforrások erősebb sugárzási energiával és magasabb spektrális specifitással rendelkeznek. Ezért a fotobiológiai biztonság kutatásának egyik élvonalbeli iránya az új fényforrások fotobiológiai biztonságát szolgáló mérési vagy értékelési módszerek vizsgálata, mint például az autóipari lézerfényszórók biológiai biztonságának, az emberi egészség és kényelem értékelési rendszerének vizsgálata. félvezető világító termékek.
A különböző emberi szervekre vagy szövetekre ható különböző hullámhosszú fénysugárzás által kiváltott élettani reakciók is eltérőek. Mivel az emberi test összetett rendszer, ezért a fénysugárzás és az emberi reakció közötti kapcsolat kvantitatív leírása a fotobiológiai biztonsággal kapcsolatos kutatások egyik legmodernebb iránya is, mint például a fény hatása és alkalmazása az emberi életritmusokra, valamint a fény kérdése. intenzitású dózis, amely nem vizuális hatásokat vált ki.
A fotobiológiai biztonsággal kapcsolatos kutatások célja az emberi fénysugárzás által okozott károk elkerülése. Ezért a fényforrások fotobiológiai biztonságával és fotobiológiai hatásaival foglalkozó kutatási eredmények alapján javaslatot tesznek a megfelelő világítási szabványokra és védelmi módszerekre, valamint biztonságos és egészséges világítási terméktervezési sémákra, ami egyben a fotóművészet egyik élvonala. biológiai biztonsági kutatások, mint például a nagy, emberes űrhajók egészségügyi világítási rendszereinek tervezése, az egészségügyi világítási és kijelzőrendszerek kutatása, valamint a kék fényvédő fóliák fényegészségügyi és fénybiztonsági alkalmazási technológiájának kutatása.

3. Fénybiológiai biztonsági sávok és mechanizmusok
A fotobiológiai biztonságban részt vevő fénysugárzási sávok tartománya elsősorban a 200-3000 nm-ig terjedő elektromágneses hullámokat foglalja magában. A hullámhossz-besorolás szerint az optikai sugárzás elsősorban ultraibolya sugárzásra, látható fénysugárzásra és infravörös sugárzásra osztható. A különböző hullámhosszú elektromágneses sugárzás által keltett élettani hatások nem teljesen azonosak.
Az ultraibolya sugárzás 100-400 nm hullámhosszú elektromágneses sugárzást jelent. Az emberi szem nem érzékeli az ultraibolya sugárzás jelenlétét, de az ultraibolya sugárzás jelentős hatással van az emberi fiziológiára. Ha ultraibolya sugárzást alkalmaznak a bőrön, az értágulatot okozhat, ami bőrpírt okozhat. A hosszan tartó expozíció a bőr kiszáradását, rugalmasságának elvesztését és a bőr öregedését okozhatja. Ha ultraibolya sugárzást alkalmaznak a szemen, keratitist, kötőhártya-gyulladást, szürkehályogot stb. okozhat, ami károsíthatja a szemet.
A látható fénysugárzás általában 380-780 nm hullámhosszú elektromágneses hullámokat jelent. A látható fény emberi szervezetre gyakorolt ​​​​fiziológiai hatásai főként a bőr égési sérülései, bőrpír és szemkárosodások, például hősérülések és napfény okozta retinitisek. Különösen a nagy energiájú, 400-500 nm-es kék fény okozhat fotokémiai károsodást a retinában, és felgyorsítja a sejtek oxidációját a makula területén. Ezért általában úgy tartják, hogy a kék fény a legkárosabb látható fény.