1. Fotobioloģiskais efekts
Lai apspriestu jautājumu par fotobioloģisko drošību, pirmais solis ir noskaidrot fotobioloģiskos efektus. Dažādiem zinātniekiem ir atšķirīgas fotobioloģisko efektu konotācijas definīcijas, kas var attiekties uz dažādām gaismas un dzīvo organismu mijiedarbībām. Šajā rakstā mēs apspriežam tikai gaismas izraisītās cilvēka ķermeņa fizioloģiskās reakcijas.
Fotobioloģiskās ietekmes ietekme uz cilvēka ķermeni ir daudzpusīga. Saskaņā ar dažādiem fotobioloģisko efektu mehānismiem un rezultātiem tos var aptuveni iedalīt trīs kategorijās: gaismas vizuālie efekti, gaismas nevizuālie efekti un gaismas starojuma efekti.
Gaismas vizuālais efekts attiecas uz gaismas ietekmi uz redzi, kas ir vissvarīgākais gaismas efekts. Vizuālā veselība ir vissvarīgākā apgaismojuma prasība. Faktori, kas ietekmē gaismas vizuālos efektus, ir spilgtums, telpiskais sadalījums, krāsu atveide, atspīdums, krāsu raksturlielumi, mirgošanas raksturlielumi utt., kas var izraisīt acu nogurumu, neskaidru redzi un samazinātu vizuālo uzdevumu efektivitāti.
Gaismas nevizuālie efekti attiecas uz gaismas izraisītām cilvēka ķermeņa fizioloģiskajām un psiholoģiskajām reakcijām, kas saistītas ar cilvēku darba efektivitāti, drošības sajūtu, komfortu, fizioloģisko un emocionālo veselību. Gaismas nevizuālo efektu izpēte sākās salīdzinoši vēlu, taču ir strauji attīstījusies. Mūsdienu apgaismojuma kvalitātes novērtēšanas sistēmā gaismas nevizuālie efekti ir kļuvuši par svarīgu faktoru, ko nevar ignorēt.
Gaismas starojuma efekts attiecas uz bojājumiem, ko cilvēka audiem rada dažādu gaismas viļņu garuma starojuma ietekme uz ādu, radzeni, lēcām, tīkleni un citām ķermeņa daļām. Gaismas starojuma efektu var iedalīt divās kategorijās, pamatojoties uz tās darbības mehānismu: fotoķīmiskie bojājumi un termiskā starojuma bojājumi. Konkrēti, tas ietver dažādus apdraudējumus, piemēram, UV ķīmisko apdraudējumu no gaismas avotiem, tīklenes zilās gaismas apdraudējumu un ādas termisko apdraudējumu.
Cilvēka ķermenis zināmā mērā var pretoties vai labot šo traumu sekas, bet, kad gaismas starojuma efekts sasniedz noteiktu robežu, ķermeņa pašlabošanas spējas nav pietiekamas, lai labotu šīs traumas, un bojājumi uzkrāsies, kā rezultātā rodas neatgriezeniskas sekas, piemēram, kā redzes zudums, tīklenes bojājumi, ādas bojājumi utt.
Kopumā starp cilvēka veselību un gaismas vidi pastāv sarežģīta daudzfaktoru mijiedarbība un pozitīvas un negatīvas atgriezeniskās saites mehānismi. Gaismas ietekme uz organismiem, īpaši uz cilvēka ķermeni, ir saistīta ar dažādiem faktoriem, piemēram, viļņa garumu, intensitāti, darbības apstākļiem un organisma stāvokli.
Fotobioloģijas ietekmes izpētes mērķis ir izpētīt saistītos faktorus starp fotobioloģijas rezultātiem un gaismas vidi un bioloģisko stāvokli, identificēt riska faktorus, kas var kaitēt veselībai, un labvēlīgos aspektus, kurus var pielietot, meklēt ieguvumus un izvairīties no kaitējuma, un ļauj dziļi integrēt optikas un zinātnes par dzīvību.

2. Fotobiodrošība
Fotobioloģiskās drošības jēdzienu var saprast divējādi: šauri un plaši. Šauri definēts “fotobiodrošība” attiecas uz drošības problēmām, ko izraisa gaismas starojuma ietekme, savukārt plaši definēta “fotobiodrošība” attiecas uz drošības problēmām, ko rada gaismas starojums uz cilvēku veselību, tostarp gaismas vizuālie efekti, gaismas nevizuālie efekti. un gaismas starojuma ietekme.
Esošajā fotobioloģiskās drošības pētījumu sistēmā fotobioloģiskās drošības izpētes objekts ir apgaismes vai displeja ierīces, un fotobioloģiskās drošības mērķis ir tādi orgāni kā cilvēka ķermeņa acis vai āda, kas izpaužas kā fizioloģisko parametru izmaiņas, piemēram, ķermeņa temperatūra un skolēna diametrs. . Fotobioloģiskās drošības pētījumi galvenokārt koncentrējas uz trim galvenajiem virzieniem: gaismas avotu radītā fotobioloģiskās drošības starojuma mērīšana un novērtēšana, kvantitatīvā attiecība starp fotostarojumu un cilvēka reakciju, kā arī fotobioloģiskās drošības starojuma ierobežojumi un aizsardzības metodes.
Gaismas starojums, ko rada dažādi gaismas avoti, atšķiras pēc intensitātes, telpiskā sadalījuma un spektra. Attīstoties apgaismojuma materiāliem un viedajām apgaismojuma tehnoloģijām, jauni viedie gaismas avoti, piemēram, LED gaismas avoti, OLED gaismas avoti un lāzera gaismas avoti, pakāpeniski tiks izmantoti mājas, tirdzniecības, medicīnas, biroja vai īpašos apgaismojuma scenārijos. Salīdzinot ar tradicionālajiem gaismas avotiem, jaunajiem viedajiem gaismas avotiem ir spēcīgāka starojuma enerģija un augstāka spektrālā specifika. Tāpēc viens no fotobioloģiskās drošības pētījumu priekšplānā izvirzītajiem virzieniem ir jaunu gaismas avotu fotobioloģiskās drošības mērīšanas vai novērtēšanas metožu izpēte, piemēram, automobiļu lāzera lukturu bioloģiskās drošības un cilvēka veselības un komforta novērtēšanas sistēmas izpēte. pusvadītāju apgaismes izstrādājumiem.
Atšķiras arī fizioloģiskās reakcijas, ko izraisa dažāda viļņa garuma gaismas starojums, kas iedarbojas uz dažādiem cilvēka orgāniem vai audiem. Tā kā cilvēka ķermenis ir sarežģīta sistēma, gaismas starojuma un cilvēka reakcijas attiecību kvantitatīvā aprakstīšana ir arī viens no visprogresīvākajiem virzieniem fotobioloģiskās drošības pētījumos, piemēram, gaismas ietekme un pielietojums uz cilvēka fizioloģiskajiem ritmiem un gaismas jautājums. intensitātes deva, kas izraisa nevizuālus efektus.
Fotobioloģiskās drošības pētījumu veikšanas mērķis ir izvairīties no kaitējuma, ko rada cilvēka gaismas starojuma iedarbība. Tāpēc, pamatojoties uz pētījuma rezultātiem par gaismas avotu fotobioloģisko drošību un fotobioloģisko ietekmi, tiek piedāvāti atbilstoši apgaismojuma standarti un aizsardzības metodes, kā arī piedāvātas droša un veselīga apgaismojuma produktu dizaina shēmas, kas ir arī viens no foto priekšplānā virzieniem. bioloģiskās drošības pētījumi, piemēram, veselības apgaismojuma sistēmu projektēšana lieliem pilotējamiem kosmosa kuģiem, veselības apgaismojuma un displeju sistēmu izpēte un zilās gaismas aizsargplēvju pielietošanas tehnoloģijas pētījumi gaismas veselībai un gaismas drošībai.

3. Fotobioloģiskās drošības joslas un mehānismi
Fotobioloģiskajā drošībā iesaistīto gaismas starojuma joslu diapazons galvenokārt ietver elektromagnētiskos viļņus diapazonā no 200 nm līdz 3000 nm. Saskaņā ar viļņu garuma klasifikāciju optisko starojumu galvenokārt var iedalīt ultravioletajā starojumā, redzamās gaismas starojumā un infrasarkanajā starojumā. Dažādu viļņu garumu elektromagnētiskā starojuma fizioloģiskā ietekme nav pilnīgi vienāda.
Ultravioletais starojums attiecas uz elektromagnētisko starojumu ar viļņa garumu 100-400 nm. Cilvēka acs nevar uztvert ultravioletā starojuma klātbūtni, taču ultravioletais starojums būtiski ietekmē cilvēka fizioloģiju. Kad ultravioletais starojums tiek uzklāts uz ādas, tas var izraisīt vazodilatāciju, kā rezultātā rodas apsārtums. Ilgstoša iedarbība var izraisīt ādas sausumu, elastības zudumu un ādas novecošanos. Ja ultravioletais starojums tiek pakļauts acīm, tas var izraisīt keratītu, konjunktivītu, kataraktu utt., radot acu bojājumus.
Redzamais gaismas starojums parasti attiecas uz elektromagnētiskajiem viļņiem ar viļņu garumu no 380 līdz 780 nm. Redzamās gaismas fizioloģiskā ietekme uz cilvēka ķermeni galvenokārt ietver ādas apdegumus, eritēmu un acu bojājumus, piemēram, termiskus ievainojumus un saules staru izraisītu retinītu. Īpaši augstas enerģijas zilā gaisma diapazonā no 400 nm līdz 500 nm var izraisīt fotoķīmiskus bojājumus tīklenē un paātrināt šūnu oksidēšanos makulas zonā. Tāpēc parasti tiek uzskatīts, ka zilā gaisma ir viskaitīgākā redzamā gaisma.