Однажды в далекие школьные годы у меня появилась идея заняться авто-реставрацией, благо у отца был в наличии уже практически сгнивший (но с отличным мотором) АЗЛК Москвич-408. Первым делом конечно же было решено поменять пороги и укрепить раму металлическим швеллером. Самый быстрый способ — естественно сварка, благо у отца и самодельный аппарат на Ш-образных пластинах был. Электроды и я нашел и, в принципе, довольно сносно приварил куски металла. Довольный своей работой заснул, думая о том, что я буду приваривать с утра. А с утра проснулся и понял что «ослеп», а отец поздравил «с первым пойманным зайцем». Чтобы понять о чем разговор — проследуйте под cut.
На фото, кстати, даманы или скальные зайцы, ну а тогда все закончилось более или менее благополучно, знакомые мужики вспоминал свои случаи знакомства со сварочным делом, мама жалела и закапывала в глаза левомицетин vs лидокаин. А я думал про то, каково же слепым людям читать статьи и работать с компьютером и уже прикидывал набросок статьи на эту тему. Но организм молодой восстанавливается быстро и уже к концу второго дня голову опять занимали какие-то повседневные мысли.
Второй раз я столкнулся с «зайцами», когда слушал рассказы одного из старых туристов-горников про снежную слепоту. Дедок в качестве примера, привел сравние что дескать «горная слепота — это то же самое, что и от сварки наловить зайцев» (да, тех самых). Вот тогда-то у меня наконец дошли руки разобраться с таким достаточно опасным заболеванием глаз, как фотокератит и уяснить для себя, что «ультрафиолет» — это далеко не только «источник витамина D» (не все йогурты одинаково полезны).
Несколько раз в электротехническом отделе нашего центрального универмага ЦУМ самолично слышал от людей вопросы к продавцам «а не у вас УФ ламп?!», «а где купить УФ лампу?» и т.п. Как потом оказывалось, людям лампы ультрафиолетового света нужны по совершенно разным причинам — кому-то «попугая обрабатывать» (???), кто-то хотел «смотреть минералы», были и такие кто пытался запустить УФ-очистку воды или определить кожные заболевания лампой Вуда.
А это значит, что народ довольно активно пользуется ультрафиолетом, добавляя себе бонусы к солнечной радиации. Притом естественно никакой защитой особенно не пользуясь. Ведь интернет говорит «бояться не надо, стекло задержит». И сидят такие бедолаги в обычных очках. Пользуясь тем, что хабр индексируется неплохо, я решил написать небольшой tutorial по основам безопасности (и заодно взбодрить свой фармацевтический диплом, а то все про роутеры пишу, даже лаборантки смеются). Так как сам искал информацию о защите от УФ и ничего толком и не нашел (пошел в горы с очками от прибора).
Пару слов о классификации ультрафиолета и его источниках
На всякий случай для тех, кто знал да забыл, немножко Википедии:
Ультрафиоле́товое излуче́ние (ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение) — электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм (7,5·1014—3·1016 Гц). Термин происходит от лат. ultra — сверх, за пределами и фиолетовый (violet). В разговорной речи может использоваться также наименование «ультрафиолет»
По стандарту ISO-DIS-21348 ультрафиолетовое излучение делится на несколько подтипов (замечено, что аббревиатуры, могут пригодится при подборе УФ-светодиодов на aliexpress):
Все существующие источники ультрафиолетового излучения (далее УФ) можно разделить на естественные и искусственные. Основным источником УФ естественного происхождения является Солнце. Из всего объема излучения Солнца, земной поверхности достигает только длинноволновая его часть (~ 3-4% от общей энергии солнечных лучей). Коротковолновая же, к счастью (почему «к счастью» описано дальше), задерживается атмосферой. Поэтому для дальнего и экстремального диапазона УФ часто используется термин «вакуумный» (VUV), подразумевая, что на Земле его встретить в обычных условиях невозможно.
Помимо солнца, огромное количество источников УФ имеет искусственное, техногенное происхождение. Сюда можно отнести лазерные установки (работающие в УФ и «вакуумном» УФ диапазоне), электрическую дугу возникающую при сварочных работах, плазму, расплавленный металл и подобные объекты, имеющие температуру >2000 °С. Излучают УФ также и некоторые металлургические печи/домны по выплавке высокотемпературных металлов и сплавов с применением кислородного дутья, мощных электронных и плазменных потоков и т.п. Достаточно интенсивным источником УФ с непрерывным спектром являются электронные потоки синхротронов, линейных ускорителей, мощных приборов СВЧ. Излучают УФ и ртутные выпрямители — игнитроны (кстати, невероятно красивые, на мой взгляд, приборы).
Но наиболее распространенным («вторым после Солнца») источником техногенного УФ являются всевозможные осветительные приборы — люминисцентные источники света (лампы газоразрядные и ртутные) и с недавних пор, светодиоды.
Излучают они УФ все без исключения, отличие заключается только в мощности и доле УФ-излучения относительно других видов излучения. Есть доля УФ и в «лампочке Ильича», которая сегодня практически исчезла из домов. В ее спектре на долю УФ приходится меньше 0,1% (правда доля увеличивается с нагревом лампы). Логично что для различных медицинских и технологических применений такого источника будет недостаточно. Именно поэтому для нужд науки и искусства используют в большинстве своем лампы, наполненные парами ртути: лампы высокого (150¸ 400 мм рт. ст.) давления использующие дуговой разряд, и лампы низкого (0,01¸1,0 мм рт. ст.) давления, использующий заряд тлеющий. Есть правда еще и лампы сверхвысокого (> 1 атм) давления, но используются они достаточно редко. В колбах ламп находятся пары ртути (или даже капли металлической ртути, которые при нагреве испаряются), которые под воздействием электрического разряда переходят в возбужденное (*) состояние и начинают интенсивно излучать в УФ-области. Принцип работы показан на схеме. Функциональные отличия заключаются только в схемотехнике розжига, поддержания заряда и т.п.
Т.е. в абсолютном большинстве ламп различного функционального назначения используется один и тот же принцип. Функционал формируется на этапе прохождения УФ-излучения через стекло. В простейшем применении получается, что если УФ проходит полностью — получаем кварцевую лампу, излучение полностью задерживается люминофором на стенках колбы — получаем лампу дневного света, излучение выборочно фильтруется на определенной длине волны — получаем какую-нибудь УФ-лампу для отлова комаров.
Из написанного выше следует, что основным компонентом отвечающим за диапазон волн, которые излучает лампа отвечает стеклянная оболочка («колба») лампы, точнее ее химический состав стекла, из которого она сделана.
Изменяя характеристики стекла, производители добиваются изготовления приборов способных создавать излучение в строго заданном волновом диапазоне, оптимальном для тех или иных целей. Например при создании бактерицидных ламп используется т.н. увиолевое стекло (от лат. ultra — за пределами, по ту сторону, сверх и лат. viola — фиолетовый цвет). Основная его особенность в том, что при получении сводится к минимуму наличие красящих примесей, поглощающих ультрафиолет Fe2O3, Cr2O3 и TiO2. В так называемых «безозоновых» бактерицидных лампах используется именно оксид титана TiO2, который избирательно поглощает ультрафиолет с длиной волны в 180 нм (этот UVC ионизирует кислород с образование озона).
Тот же принцип работает и для других длин волн. К примеру для создания лампы Вуда («дискотечный УФ») с максимумом пропускания в диапазоне 368—371 нм, используется колба из увиолевого стекла очень тёмного, сине-фиолетового цвета, который формируется за счет добавок оксида кобальта/никеля (содержание NiO/CoO около 9%). Вместо фиолетового стекла может также использоваться люминофор на основе легированного европием бората стронция (SrB4O7:Eu2+), в то время как для получения излучения в диапазоне 350—353 нм — легированный свинцом силикат бария (BaSi2O5:Pb2+).
На картинке ниже приведены стандартные составы и отвечающая им длина волны
В качестве источников УФ могу выступать и светодиоды (куда же сейчас без них в 21 веке). Правда добиться такой узкополосности, как у люминисцентных ламп пока не удается. Большинство существующих решений работают в диапазоне волн >380 нм, а там и рукой подать до 400 нм. Т.е. на aliexpress за пару долларов максимум что удастся купить, так это светодиоды красивого, но все-таки видимого, фиолетового диапазона. Поэтому всевозможные копеечные «обеззараживатели» (… воды, вдыхаемого воздуха, комнаты, клавиатуры и т.п., тысячи их) — работать не будут. Самое интересное, что в последние 5-7 лет появились и исключения в мире светодиодов, которые могут генерировать настоящий, притом даже жесткий УФ (убивающий бактерию, он же «254 нм»). На картинке ниже показаны эти полупроводниковые аналоги «ртутной лампы» (естественно с поправкой на мощность, но я привязываюсь к длине волны), с чистыми 245 нм, и стоимостью каких-то 300 евро (~ 100 обычных УФ можно купить за эти деньги).
Кому не по душе светодиод за 300 евро, можно попробовать светодиод за 140$.
Продает их горяче любимый ThorLabs. Правда это УФ светодиоды UVC диапазона (280 нм на пике), но огорчаться не стоит, так как согласно руководства санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации, считается, что бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение с диапазоном длин волн 205 — 315 нм (см. график на картинке в начале статьи с подписью «Спектральная кривая поражения генетического аппарата микроорганизмов»).
В целом что можно сказать. А то, что благодаря отличиям в технологии производства стекол (и/или выходного контроля) люминисцентная лампа может выдавать разный диапазон волн. Люминофор со временем имеет тенденцию к выгаранию, осыпанию и т.д. и т.п. А значит есть вероятность, что причиной жжения в глазах может быть не только повышенная сухость роговицы, но и УФ ожог (см. раздел про биологические эффекты). Так что, читатель, поддерживай дружными рядами переход на светодиодные лампы, те даже если и захотят, то наврядли выдавят из себя «взрослый» УФ.
Применение. Искусство и наука
Самое прекрасное, что мы можем испытать в жизни — это загадочность. Она является источником всякого настоящего искусства или науки.
Альберт Эйнштейн
Писать о применении УФ тяжело, потому что оно очень и очень обширно (и как правило, те, кто применяет, знает для чего применяет, а когда не знает — догадывается). В спойлер спрячу ссылки на книги в которых про это можно прочитать.
Мейер А., Зейтц Э. Ультрафиолетовое излучение, пер. с нем., M., 1952 James R. Bolton, Ultraviolet Applications Handbook, Bolton Photosciences, 2010 James R. Bolton, Christine Colton, The Ultraviolet Disinfection Handbook, American Water Works Association, 2008 Larry J. Forney, Carmen I. Moraru, Tatiana Koutchma Ultraviolet Light in Food Technology: Principles and Applications CRC Press, 2009 Ahmad I. Shamim, Ultraviolet Light in Human Health, Diseases and Environment, Springer, 2017
Важно отметить, что сферы применения, в большинстве случаев, привязаны к тому или иному частотному диапазону УФ. В простейшем применении это выглядит так:
13,5 нм: фотолитография в глубоком ультрафиолете 30–200 нм: фотоионизация, ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (UPS), производство электронных компонентов с помощью фотолитографии 230–365 нм: UV-ID, отслеживание меток, штрих-коды 230–400 нм: оптические сенсоры, различные инструменты 240–280 нм: дезинфекция, обеззараживание поверхностей и воды (ДНК адсорбирует УФ с длиной волны 260 нм) 200–400 нм: cудебно-медицинский анализ, определение лекарств 270–360 нм: анализ белков, секвенирование ДНК, обнаружение лекарств 280–400 нм: медицинская визуализация клеток 300–320 нм: фототерапия в медицине 300–365 нм: отверждение полимеров и принтерных чернил 350–370 нм: ловушки для насекомых (большинство насекомых чувствительны к УФ с длиной волны 365 нм)
Гораздо более зрелищным, нежели какая-нибудь VUV фотолитография, является применение УФ в областях, cвязанных с визуализацией (т.е. перевод в формат, доступный глазу). Основана эта возможность на том, что благодаря высокой энергетической наполненности, фотоны УФ могут переводить атомы многих органических и неорганических соединений в возбужденное (*) состояние и тем самым вызывать явление люминисценции, т.е. нетеплового свечения (как правило, в видимом диапазоне, из-за чего все это так ценится нашими, не слишком чувствительными к другим диапазонам, глазами).
Из наиболее симпатичных вещей можно вспомнить, например, свечение минералов и горных пород. Это явление известно довольно давно и активно применяется в минералогии, геологии и горном деле для экспресс-детектирования (вот такие маленькие лампы для этого используют).
Благодаря интернету делится своими впечатлениями могут и любители, чем они с радостью пользуются, выкладывая фотографии драгоценных, полудрагоценных и поделочных камней, светящихся в УФ лучах (топаз, к примеру, светится ярко-зеленым, изумруд — красным, жемчуг — дает радужную картину и т.д.). Подробнее можно почитать (и посмотреть картинки) здесь, здесь и здесь
Еще одна замечательная (да чего уж тут, сказочная) штука получается, если освещать УФ различные цветы. В растениях множество сложных органических соединений, которые с радостью делятся своей люминисценцией со зрителем. А так как расположение соединений абсолютно неупорядоченное, то и картины получаются фантастические. Активно эксплуатирует эту тему в своих работах фотограф Craig P. Burrows:
Активно используется УФ люминисценсия в косметических и иже с ними целях. В продаже можно встретить массу светящейся косметики и красок для нанесение на тело. Хотя «подкрасить» недостаточно чистоплотный (или ослабленный) организм могут и бактерии/грибы и другая болезнетворная микрофлора, которая также содержит в себе вещества способные к люминисценции. На этой особенности микроорганизмов и основан достаточно известный метод экспресс-диагностики называемой люмдиагностика или диагностика лампой Вуда. Технология простая, доступная даже непосвященному пользователю (с последующей, естественно, явкой к врачу) и поэтому активно применяется в дерматологии, косметологии и ветеринарии, для экспресс-определения (притом достаточно точного) различной патологий на кожных покровах. Суть в том, что в УФ, в диапазоне 360-370 нм, многие продукты жизнедеятельности грибков, бактерии и микрочастицы токсинов дают хорошо различимое яркое свечение различные оттенков. Чтобы не пугать подробностями — спрячу под спойлер.
Как следует из сказанного, УФ просто не может не вызвать праздный интерес у широкого круга читателей и естествоиспытателей. Найти лампу, включить и наблюдать за эффектом — первая мысль. А вот про защиту, в большинстве случаев вспоминают, когда уже поздно. Поэтому двигаемся к основной цели повествования, для раскрытия которой еще стоит сказать о некоторых важных биологических эффектах УФ.
Биологическое воздействие: польза и вред
Про пользу УФ могут смогут наверное немало рассказать посетители соляриев и те, кто поборол нехватку витамина D3 в организме. Активно работали над популяризацией УФ в качестве лечебной физиотерапевтической процедуры в СССР, обязательные УФ ванны были даже введены в «программу жизнедеятельности» космонавта за пределами Земли. Посему, просто процитирую Википедию (RU):
Было убедительно доказано в сотнях экспериментов, что излучение в УФ области спектра (290-400 нм) повышает тонус симпатико-адреналиновой системы, активирует защитные механизмы, повышает уровень неспецифического иммунитета, а также увеличивает секрецию ряда гормонов. Под воздействием УФ излучения (УФИ) образуются гистамин и подобные ему вещества, которые обладают сосудорасширяющим действием, повышают проницаемость кожных сосудов. Изменяется углеводный и белковый обмен веществ в организме. Действие оптического излучения изменяет легочную вентиляцию — частоту и ритм дыхания; повышается газообмен, потребление кислорода, активизируется деятельность эндокринной системы. Особенно значительна роль УФ излучения в образовании в организме витамина Д, укрепляющего костно-мышечную систему и обладающего антирахитным действием. Особо следует отметить, что длительная недостаточность УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма, называемые «световым голоданием». Наиболее частым проявлением этого заболевания является нарушение минерального обмена веществ, снижение иммунитета, быстрая утомляемость и т.п. Несколько позже в работах (О.Г. Газенко, Ю.Е. Нефедов, Е.А. Шепелев, С.Н. Залогуев, Н.Е. Панферова, И.В. Анисимова) указанное специфическое действие излучения было подтверждено в космической медицине. Профилактическое УФ облучение было введено в практику космических полетов наряду с Методическими указаниями (МУ) 1989 г. «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников УФ излучения)». Оба документа являются надежной базой дальнейшего совершенствования УФ профилактики.
А теперь о вреде. Как я уже упоминал выше по тексту, ДНК бактерий чувствительно у УФ в диапазоне 240-260 нм, поэтому этот диапазон чаще всего используется с бактерицидными свойствами. ДНК человека, кстати, обладает аналогичной чувствительностью :). Просто бактерия маленькая, а человек большой, обрабатывать придется дольше, чтобы увидеть эффект. Ну а если серьезно, то UVA и UVB излучение могут вызвать повреждение клеток, приводящее к запрограммированной их гибели, не говоря уж про различные свободные радикалы и т.п. На картинке ниже схематически представлена схема повреждения ДНК высокоэнергетическим УФ-фотоном. Если кратко, то чаще всего происходит «выпадение» тиминовых оснований и связывание их друг с другом в димерную структуру, что влечет за собой искажение молекулы ДНК и соответственно утрату какой-то части функциональности.
В целом, влияние лучевого излучения на различные органы и ткани представлено довольно наглядно на картинке. Даже не знакомым с английским языком людям станет ясно, что основной удар на себя при знакомстве с УФ принимают глаза, хотя коже тоже достается.
На картинке ниже «по-живому» показано воздействие излучений на кожу. Известно, что с увеличением частоты растет энергия фотона, а значит и повреждающий эффект. Но одновременно с ростом частоты уменьшается глубина проникновения. В результате коротковолновый спектр (бактерицидный) вызывает сильные поверхностные ожоги, а длинноволновый спектр проникает вглубь кожи, вызывая повреждение и мутации в ростковой зоне. Этот диапазон и отвечает за фотостарение и потенциальную онкологию.
На следующей картинке достаточно наглядно показано, как глубоко проникает и насколько хорошо поглощается УФ различными структурами и тканями глаза.
Притом интересно, что с возрастом восприимчивость глаза к различным видам излучения меняется. Под спойлером — наглядные примеры (взято отсюда).
Наиболее распространенный в современном мире — ближний, т.н. «мягкий» УФ длинноволнового диапазона (315—400 нм). Глядя на схему, понятно, что этот диапазон практически полностью задерживается хрусталиком (особенно у людей среднего и пожилого возраста). Этот эффект отчетливо виден, если посмотреть в глаза человеку, находясь в заведении изобилующем декоративными УФ лампами.
Конечно интенсивность излучения таких ламп не слишком велика, чтобы вызвать фатальные повреждения, но, как известно, капля камень точит. Плюс ко всему чаще всего «декоративный УФ» используется в комбинации с затемнением (недостатком освещения) ~ тусклый свет => «диафрагма открыта» зрачок максимально расширен=>на глаз действует максимум возможного/доступного УФ. Как говорится, ДНК он конечно повредить не сможет, но…
Если вдруг кому-то интересно, что именно в структуре глаза реагирует/повреждается определенной длиной волны, то в помощь — таблица соответствий. Находим свой интерес и далее в офтальмологический словарь за расшифровкой.
Таблица — Взаимодействие света с тканями глаза и хромофорами (взято отсюда и переведено]
Примечание: SWS = «колбочки» S-типа чувствительны в фиолетово-синей (S от англ. Short — коротковолновый спектр) части спектра; MWS = «колбочки» M-типа — в зелено-желтой (M от англ. Medium — средневолновый) части спектра; LWS = «колбочки» L-типа — в желто-красной (L от англ. Long — длинноволновый) части спектра.
«Что там было? Как ты спасся?» — про спектральную защиту глаз от УФ
За века существования человечества, люди методом проб и ошибок научились с горем пополам защищаться от солнечного излучения, кто-то изменяя количество меланина в коже и стремительно чернея, а кто-то используя зонты и длиннополые шляпы. Генрих Саулович Альтшуллер в своем АРИЗ-85В учит нас при рассмотрении задач брать примеры из другой технической области, где подобная задача решена более успешно. В случае защиты от УФ — такими областями, на мой взгляд, могу выступать альпинизм и сварочные работы. От сварщиков можно взять на заметку их плотные хб костюмы и краги (насколько это конечно допустимо). В принципе любая достаточно плотная темная ткань отлично защитит открытые участки кожи от УФ излучения за счет адсорбции. Зато в ней будет жарче :) и сведет к минимуму риск переотражений (о них ниже). С защитой глаз при сварочных работах тоже все в порядке, только очень уж неказисто что ли (щитки и маски выглядят так… так… думаю все знают, как они выглядят). Лучше уж как-нибудь вот так:
Поэтому при разговоре о защите глаз от УФ лучше всего брать на вооружение наработки альпинистов. И не только их, кстати. В технике и практике горного дела, радиационный ожог глаза принято называть термином "снежная слепота".
Снежная офтальмия или снежная слепота — ожог конъюнктивы и роговой оболочки глаза ультрафиолетовыми лучами солнца, отраженными от снежных кристаллов. Особенно часто возникает весной, в период «сияния снегов», когда отражательная способность снежного покрова возрастает.
Притом с этим явлением задолго до появления альпинизма и горного туризма сталкивались коренные народности проживающие в районах Крайнего Севера, на Аляске и т.п. И нашли свой вариант решения — очки с узкими прорезями. С таким подходом полностью минимизируется попадание паразитной засветки (т.е. тех самых отражений) в глаз.
В альпинизме такие очки тоже использовались (и могут использоваться и сейчас, в качестве резерва, если вдруг разбились какие-нибудь Julbo Sherpa). Но естественно удобства и главное обзорности такая конфигурация не добавляет. Вот что советует по этому поводу В. Шимановский, в своей известной книге «Опасности в горах»:
Для защиты глаз от ожогов необходимо применять защитные очки, темные стекла которых (оранжевого, темно-фиолетового, темно-зеленого или коричневого цвета) в значительной мере поглощают ультрафиолетовые лучи и снижают общую освещенность местности, препятствуя утомляемости глаз. Полезно знать, что оранжевый цвет улучшает чувство рельефа в условиях снегопада или небольшого тумана, создает иллюзию солнечного освещения. Зеленый цвет скрашивает контрасты между ярко освещенными и теневыми участками местности. Поскольку яркий солнечный свет, отраженный от белой снежной поверхности, оказывает через глаза сильное возбуждающее действие на нервную систему, то ношение защитных очков с зелеными стеклами оказывает успокаивающее действие. Применение защитных очков из органического стекла в высокогорных и горнолыжных путешествиях не рекомендуется, так как спектр поглощаемой части ультрафиолетовых лучей у такого стекла значительно уже, и часть этих лучей, имеющих наиболее короткую длину волны и оказывающих наибольшее физиологическое воздействие, все-таки поступает к глазам. Длительное воздействие такого, даже уменьшенного количества ультрафиолетовых лучей, может, в конце концов, привести к ожогу глаз.
До перехода к непосредственно материалам из которых сделаны линзы, хотелось бы обратить внимание на то, что особенность хороших горных очков в том, что они защищают и от боковой засветки. Неправильно думать, что УФ попадает в глаза только по прямой, большая часть все-таки приходится на различные боковые отражения и переотражения. Отражение УФ от поверхности, называемое альбедо, на мой взгляд является очень недооцениваемым источником облучения. Под спойлером большая информативная картинка, которая поможет это понять, на примере солнечного УФ, хотя отражаться может любой.
В принципе, в современном городе, с его обилием зеркальных поверхностей и глянцевых строительных материалов, ситуация с переотражениями не намного лучше чем в горах. Под спойлером, на всякий случай, табличка показателей отражения для разных материалов (лидирует, кстати, снег):
А как все это попадает в глаз, минуя очки, можно увидеть под спойлером. Мораль такова — очки должны плотно прилегать к лицу (такое наблюдается чаще у т.н. "стрелковых тактических очков", про альп- молчу, так как дорогие). Различные «модные» и вычурные модификации — чаще всего попросту бесполезны уже хотя бы из-за НЕэргономичной конструкции.
Теперь про материалы, из которых сделаны очки. Как упоминалось в главе, посвященной классификации источников УФ, главное что делает любую люминисцентную лампу УФ-лампой — это стекло из которого сделана колба. Это же утверждение применимо и к очкам. Фактически очки — это обычный оптический фильтр. В теории, фильтры для УФ могут быть твёрдыми, жидкими и газообразными. Естественно, что для применения в качестве основы для линз очков могут использоваться либо стекла, либо какие-то из полимеров. Ниже приведена картинка из журнала «Химия и жизнь» (1982 г., №7, с. 47–51) которая достаточно наглядно иллюстрирует фильтрующую способность различных материалов по отношению к УФ
Примечание: 1-оптический кварц 3 мм; 2- оргстекло 2,5 мм; 3 — оконное стекло 1 мм; 4 — оконное стекло 5 мм; 5 — лавсановая пленка 0,15 мм; 6 — поливинилхлоридная пленка 0,15 мм
Из графика следует, что распространенные материалы (практически все) могут фильтровать коротковолновый УФ. Но коротковолновый УФ достаточно редок в наших краях, только в больницах, да при работе с УФ-стираемыми микросхемами памяти (а такие сейчас еще нужно найти). Широко используемый при создании очков поликарбонат (PC), на графике отсутствует, но тем не менее без дополнительных напылений отлично пропускает УФ до 300-350 нм. А как узнать есть там напыление или нет (особенно в случае очков, приобретенных на aliexpress) — постараюсь объяснить дальше.
В общем, если продавцы говорят о том, что очки не пропускают УФ — они скорее всего не лукавят, но надеюсь я достаточно наглядно объяснил, почему важно уточнять КАКОЙ ИМЕННО УФ не пропускают очки. Диапазонов много, распространенность в окружающем мире отличается. На пляже очки которые задерживают «бактерицидный», но пропускают длинноволновый — принесут вред. Одно время достаточно убедительным доводом для покупки очков был значок UV400, который подтверждал, что используемая в очках линза защищает от всех лучей с длиной волны меньше 400 нм (а это как раз диапазон ультрафиолета). Еще может встречаться значок UV 95%, который означает, что линзы поглощают 95% ультрафиолетовых лучей. Китайцы радостно значки эти штампуют куда ни лень, спрос рождает предложение. Считанные производители могут предложить сертификат качества, где будет указано, что линза действительно задерживает такой-то и такой-то диапазон.
Если уж разговор пошел про пластиковые «бутафорские» солнцезащитные очки (которые часто родители покупают своим детям в ближайшем ларьке), то хотелось бы отметить следующую вещь. Как я уже упоминал, при ярком свете наш зрачок автоматически сужается, помогая хрусталику предохранять внутренние структуры глаза от попадания УФ. А в тёмных очках с некачественными линзами зрачок «срабатывает ложно» и расширяясь, пропускает избыточную дозу излучения. Так что уж лучше вообще обойтись без дешевых солнцезащитных очков, закрывшись от солнца афганкой какой-нибудь…
Кстати, небольшое дополнение. Как можно увидеть из графиков, на которых изображен спектр солнечного света, непосредственно к УФ примыкает сине-фиолетовые, синие и голубые волны ( 400-500 нм), которые тоже могут оказывать вредное воздействие на структуры глаза, хотя и в меньшей степени (см. табличку «Взаимодействие света с тканями глаза и хромофорами»). Поэтому с точки зрения спектральной защиты наиболее оптимальными являются те очки, у которых пропускание диапазона 400-500 нм в 2-3 раза ниже, чем пропускание зелёной-жёлтой-оранжевой составляющих (500-630 нм). Т.е. гораздо здоровее будут «веселенькие» желтые/оранжевые/коричневые, нежели синие/зеленые/фиолетовые.
И что же из всего этого следует ?
А следует то, что благодаря зрению мы получаем 90% информации об окружающем мире. Это, в принципе, самый важный из наших «датчиков окружающего мира». И к нему просто необходимо относится максимально внимательно. Летом носить широкополые шляпы, использовать нормальные (см. выше) защитные очки при работе с ультрафиолетом и постоянно проверять солнцезащитные очки на их защитные свойства.
Самый простой вариант — при покупке придерживаться (=искать на сайте производителя) стандартов безопасности, в частности американский ANSI Z80.3-1986 (в котором очки с защитой от УФ обязательно имеют приставку U и какой-то цифровой индекс, от 2 min до 6 max). Есть такие же параметры и Германии (DIN), Великобритании (BS), Австралии (AS). Пусть вещь (особенно детская) будет подороже, дети подрастут и скажут за это спасибо, если не словами, так своими делами и достижениями. Минус — в стоимости.
Вариант посложнее — педантично тестировать проверять на вшивость китайские очки покупаемые очки, особенно на УФ-проницаемость. Разброс материалов (и продавцов) из которых делают очки просто огромен, отследить все, просто читая рекламные брошюрки — не возможно. Так что, в любом случае, придется прибегать к специализированным устройствам (скорее всего самодельным). Основная сложность в проверке — в наличии источника ультрафиолета. В этом случае может выручить любой ларек по продаже аксессуаров для наращивания ногтей.
Началось все с тех самых ламп для отверждения лака на ногтях. Консультанты, которые их продают совершенно не в теме, почему есть два вида ламп с буквой L и без буквы L на конце — UV-9W и UV-9W-L. Мотивируют тем, что для каждого вида прибора (маникюрная «штучка» эта уже стала прибором) — нужна своя лампа. Я прибора такого не имел, подключил в стандартную телескопическую настольную лампу. Ничего не заработало и пришлось разбираться. Оказывается все достаточно просто. В лампе в буквой L установлен балласт в виде обычной лампы неонки (такую лампу можно подключать в настольную лампу), без буквы L — лампа имеет внутри припаянный конденсатор и требует ЭПРА для запуска. ЭПРА без проблем добывается из КЛЛ (на 9~12 ватт) в 90% случаев их неисправность связана с обрывом нити накала, а не с неисправной электроникой…
Отпаиваем контакты лампы от разьема и припаиваем к ЭПРА близкой мощности. Все работает, но для таких манипуляций лучше подходят лампы с цоколем G5/2G11/G13 где на разъем уже выведены все контакты от нитей накаливания.
Помимо лампы, понадобится любая флуоресцентная УФ метка (мазок «светящейся» помады или тонального крема в конце концов). Кстати, могут выступать в качестве индикаторов и светодиоды, используемые в современных осветительных лампах. Кладем наш импровизированный УФ-датчик под очки и освещаем очки УФ. Наблюдаем:
Метка светится — очки не подходят. И так — вплоть до получения удовлетворяющего результата (может вполне оказаться, что после 10-15 подобных экспериментов, будет легче отдать кровные $$$ за качественные UVEX/3M и т.п.).
На сим все, берегите глаза, свои и близких!
Благодарности: автор выражает благодарность своей жене — источнику вдохновения и поискового интереса к люминесцентным УФ-лампам :)
Photoprotection of the eye – UV radiation and sunglasses
How Light Reaches the Eye and Its Components
Natural UV‐B radiation received by people with outdoor, indoor, and mixed occupations and UV‐B treatment of psoriasis
www.researchgate.net/publication/16798031_Clinical_Climatology
Автор: steanlab
