1. Φωτοβιολογική επίδραση
Για να συζητήσουμε το θέμα της φωτοβιολογικής ασφάλειας, το πρώτο βήμα είναι να αποσαφηνιστούν οι φωτοβιολογικές επιπτώσεις. Διαφορετικοί μελετητές έχουν διαφορετικούς ορισμούς για τη σημασία των φωτοβιολογικών επιδράσεων, οι οποίες μπορούν να αναφέρονται σε διάφορες αλληλεπιδράσεις μεταξύ φωτός και ζωντανών οργανισμών. Σε αυτό το άρθρο, συζητάμε μόνο τις φυσιολογικές αντιδράσεις του ανθρώπινου σώματος που προκαλούνται από το φως.
Η επίδραση των φωτοβιολογικών επιδράσεων στον ανθρώπινο οργανισμό είναι πολύπλευρη. Σύμφωνα με τους διαφορετικούς μηχανισμούς και τα αποτελέσματα των φωτοβιολογικών επιδράσεων, μπορούν να χωριστούν χονδρικά σε τρεις κατηγορίες: οπτικά εφέ φωτός, μη οπτικά εφέ φωτός και επιδράσεις ακτινοβολίας φωτός.
Το οπτικό αποτέλεσμα του φωτός αναφέρεται στην επίδραση του φωτός στην όραση, η οποία είναι η πιο θεμελιώδης επίδραση του φωτός. Η οπτική υγεία είναι η πιο θεμελιώδης απαίτηση για φωτισμό. Οι παράγοντες που επηρεάζουν τα οπτικά εφέ του φωτός περιλαμβάνουν τη φωτεινότητα, τη χωρική κατανομή, την απόδοση χρώματος, τη λάμψη, τα χαρακτηριστικά χρώματος, τα χαρακτηριστικά τρεμούλιασμα κ.λπ., τα οποία μπορεί να προκαλέσουν κόπωση των ματιών, θολή όραση και μειωμένη απόδοση σε εργασίες που σχετίζονται με την οπτική όραση.
Οι μη οπτικές επιδράσεις του φωτός αναφέρονται στις φυσιολογικές και ψυχολογικές αντιδράσεις του ανθρώπινου σώματος που προκαλούνται από το φως, οι οποίες σχετίζονται με την αποτελεσματικότητα της εργασίας, την αίσθηση ασφάλειας, την άνεση, τη φυσιολογική και συναισθηματική υγεία των ανθρώπων. Η έρευνα για τα μη οπτικά εφέ του φωτός ξεκίνησε σχετικά αργά, αλλά αναπτύχθηκε γρήγορα. Στο σημερινό σύστημα αξιολόγησης ποιότητας φωτισμού, τα μη οπτικά εφέ του φωτός έχουν γίνει ένας σημαντικός παράγοντας που δεν μπορεί να αγνοηθεί.
Η επίδραση ακτινοβολίας του φωτός αναφέρεται στη βλάβη που προκαλείται στους ανθρώπινους ιστούς από τις επιπτώσεις διαφορετικών μηκών κύματος ακτινοβολίας φωτός στο δέρμα, τον κερατοειδή, τον φακό, τον αμφιβληστροειδή και άλλα μέρη του σώματος. Η επίδραση της ακτινοβολίας του φωτός μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες με βάση τον μηχανισμό δράσης του: τη φωτοχημική βλάβη και τη θερμική ακτινοβολία. Συγκεκριμένα, περιλαμβάνει διάφορους κινδύνους όπως χημικούς κινδύνους UV από πηγές φωτός, κινδύνους μπλε φωτός του αμφιβληστροειδούς και θερμικούς κινδύνους του δέρματος.
Το ανθρώπινο σώμα μπορεί σε κάποιο βαθμό να αντισταθεί ή να επιδιορθώσει τα αποτελέσματα αυτών των τραυματισμών, αλλά όταν η επίδραση της ακτινοβολίας φωτός φτάσει σε ένα ορισμένο όριο, η ικανότητα αυτοεπιδιόρθωσης του σώματος είναι ανεπαρκής για να επισκευάσει αυτούς τους τραυματισμούς και η ζημιά θα συσσωρευτεί, με αποτέλεσμα μη αναστρέψιμες επιπτώσεις όπως π. όπως απώλεια όρασης, αλλοιώσεις του αμφιβληστροειδούς, δερματικές βλάβες κ.λπ.
Συνολικά, υπάρχουν πολύπλοκες πολυπαραγοντικές αλληλεπιδράσεις και μηχανισμοί θετικής και αρνητικής ανάδρασης μεταξύ της ανθρώπινης υγείας και του φωτεινού περιβάλλοντος. Οι επιδράσεις του φωτός στους οργανισμούς, ιδιαίτερα στο ανθρώπινο σώμα, σχετίζονται με διάφορους παράγοντες όπως το μήκος κύματος, την ένταση, τις συνθήκες λειτουργίας και την κατάσταση του οργανισμού.
Ο σκοπός της μελέτης των επιπτώσεων της φωτοβιολογίας είναι να διερευνήσει τους σχετικούς παράγοντες μεταξύ των αποτελεσμάτων της φωτοβιολογίας και του φωτός περιβάλλοντος και της βιολογικής κατάστασης, να εντοπίσει τους παράγοντες κινδύνου που μπορούν να βλάψουν την υγεία και τις ευνοϊκές πτυχές που μπορούν να εφαρμοστούν, να αναζητηθούν οφέλη και να αποφευχθεί η βλάβη. και επιτρέπουν τη βαθιά ενοποίηση της οπτικής και των βιοεπιστημών.

2. Φωτοβιοασφάλεια
Η έννοια της φωτοβιοασφάλειας μπορεί να γίνει κατανοητή με δύο τρόπους: στενή και ευρεία. Με στενό ορισμό, η «φωτοβιοασφάλεια» αναφέρεται στα ζητήματα ασφάλειας που προκαλούνται από τις επιπτώσεις ακτινοβολίας του φωτός, ενώ με ευρεία ορισμό, η «φωτοβιοασφάλεια» αναφέρεται στα ζητήματα ασφάλειας που προκαλούνται από την ακτινοβολία φωτός στην ανθρώπινη υγεία, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών επιδράσεων του φωτός, των μη οπτικών επιδράσεων του φωτός. και ακτινοβολίες του φωτός.
Στο υπάρχον ερευνητικό σύστημα φωτοβιοασφάλειας, το ερευνητικό αντικείμενο της φωτοβιοασφάλειας είναι συσκευές φωτισμού ή απεικόνισης και στόχος της φωτοβιοασφάλειας είναι όργανα όπως τα μάτια ή το δέρμα του ανθρώπινου σώματος, που εκδηλώνονται ως αλλαγές σε φυσιολογικές παραμέτρους όπως η θερμοκρασία του σώματος και η διάμετρος της κόρης . Η έρευνα για τη φωτοβιοασφάλεια επικεντρώνεται κυρίως σε τρεις κύριες κατευθύνσεις: μέτρηση και αξιολόγηση της ακτινοβολίας φωτοβιοασφάλειας που παράγεται από πηγές φωτός, ποσοτική σχέση μεταξύ φωτοακτινοβολίας και ανθρώπινης απόκρισης και περιορισμούς και μεθόδους προστασίας για την ακτινοβολία φωτοβιοασφάλειας.
Η ακτινοβολία φωτός που παράγεται από διαφορετικές πηγές φωτός ποικίλλει ως προς την ένταση, τη χωρική κατανομή και το φάσμα. Με την ανάπτυξη των υλικών φωτισμού και της τεχνολογίας ευφυούς φωτισμού, νέες έξυπνες πηγές φωτός όπως πηγές φωτός LED, πηγές φωτός OLED και πηγές φωτός λέιζερ θα εφαρμοστούν σταδιακά σε οικιακά, εμπορικά, ιατρικά, γραφεία ή ειδικά σενάρια φωτισμού. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πηγές φωτός, οι νέες έξυπνες πηγές φωτός έχουν ισχυρότερη ενέργεια ακτινοβολίας και υψηλότερη φασματική εξειδίκευση. Επομένως, μια από τις πρώτες κατευθύνσεις στην έρευνα της φωτοβιολογικής ασφάλειας είναι η μελέτη μεθόδων μέτρησης ή αξιολόγησης για τη φωτοβιολογική ασφάλεια νέων πηγών φωτός, όπως η μελέτη της βιολογικής ασφάλειας των προβολέων λέιζερ αυτοκινήτων και το σύστημα αξιολόγησης της ανθρώπινης υγείας και άνεσης. προϊόντων φωτισμού ημιαγωγών.
Οι φυσιολογικές αντιδράσεις που προκαλούνται από διαφορετικά μήκη κύματος ακτινοβολίας φωτός που δρουν σε διαφορετικά ανθρώπινα όργανα ή ιστούς ποικίλλουν επίσης. Καθώς το ανθρώπινο σώμα είναι ένα πολύπλοκο σύστημα, η ποσοτική περιγραφή της σχέσης μεταξύ της ακτινοβολίας φωτός και της ανθρώπινης απόκρισης είναι επίσης μια από τις κατευθύνσεις αιχμής στην έρευνα για τη φωτοβιοασφάλεια, όπως η επίδραση και η εφαρμογή του φωτός στους ανθρώπινους φυσιολογικούς ρυθμούς και το θέμα του φωτός δόσης έντασης που προκαλεί μη οπτικά εφέ.
Σκοπός της διεξαγωγής έρευνας για τη φωτοβιολογική ασφάλεια είναι να αποφευχθεί η βλάβη που προκαλείται από την έκθεση του ανθρώπου στην ακτινοβολία φωτός. Ως εκ τούτου, με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας για τη φωτογραφική βιολογική ασφάλεια και τις φωτοβιολογικές επιδράσεις των πηγών φωτός, προτείνονται αντίστοιχα πρότυπα φωτισμού και μέθοδοι προστασίας και προτείνονται σχέδια σχεδιασμού προϊόντων ασφαλούς και υγιεινού φωτισμού, που είναι επίσης μια από τις πρώτες κατευθύνσεις της φωτογραφίας έρευνα βιολογικής ασφάλειας, όπως ο σχεδιασμός συστημάτων φωτισμού υγείας για μεγάλα επανδρωμένα διαστημόπλοια, έρευνα για συστήματα φωτισμού υγείας και απεικόνισης και έρευνα για την τεχνολογία εφαρμογής προστατευτικών φιλμ μπλε φωτός για την υγεία του φωτός και την ασφάλεια του φωτός.

3. Ζώνες και μηχανισμοί φωτοβιοασφάλειας
Το εύρος των ζωνών φωτεινής ακτινοβολίας που εμπλέκονται στη φωτοβιολογική ασφάλεια περιλαμβάνει κυρίως ηλεκτρομαγνητικά κύματα που κυμαίνονται από 200nm έως 3000nm. Σύμφωνα με την ταξινόμηση μήκους κύματος, η οπτική ακτινοβολία μπορεί να χωριστεί κυρίως σε υπεριώδη ακτινοβολία, ακτινοβολία ορατού φωτός και υπέρυθρη ακτινοβολία. Τα φυσιολογικά αποτελέσματα που παράγονται από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαφορετικών μηκών κύματος δεν είναι εντελώς τα ίδια.
Η υπεριώδης ακτινοβολία αναφέρεται στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος 100nm-400nm. Το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να αντιληφθεί την παρουσία υπεριώδους ακτινοβολίας, αλλά η υπεριώδης ακτινοβολία έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανθρώπινη φυσιολογία. Όταν η υπεριώδης ακτινοβολία εφαρμόζεται στο δέρμα, μπορεί να προκαλέσει αγγειοδιαστολή, με αποτέλεσμα ερυθρότητα. Η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει ξηρότητα, απώλεια ελαστικότητας και γήρανση του δέρματος. Όταν η υπεριώδης ακτινοβολία εφαρμόζεται στα μάτια, μπορεί να προκαλέσει κερατίτιδα, επιπεφυκίτιδα, καταρράκτη κ.λπ., προκαλώντας βλάβη στα μάτια.
Η ακτινοβολία ορατού φωτός αναφέρεται συνήθως σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκη κύματος που κυμαίνονται από 380-780 nm. Οι φυσιολογικές επιδράσεις του ορατού φωτός στο ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνουν κυρίως δερματικά εγκαύματα, ερύθημα και οφθαλμικές βλάβες όπως θερμική βλάβη και αμφιβληστροειδίτιδα που προκαλείται από το ηλιακό φως. Ειδικά το μπλε φως υψηλής ενέργειας που κυμαίνεται από 400nm έως 500nm μπορεί να προκαλέσει φωτοχημική βλάβη στον αμφιβληστροειδή και να επιταχύνει την οξείδωση των κυττάρων στην περιοχή της ωχράς κηλίδας. Ως εκ τούτου, πιστεύεται γενικά ότι το μπλε φως είναι το πιο επιβλαβές ορατό φως.