Ultraviyole

Ultraviyole (UV); dalga boyu görünür ışıktan kısa, ancak X-ışınlarından uzun olan bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Güneş ışığında bulunur ve Güneş'ten çıkan toplam elektromanyetik radyasyonun yaklaşık %10'unu oluşturur. Ayrıca elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu, cıva buharlı lambalar, bronzlaşma lambaları ve siyah ışık gibi kaynaklar tarafından üretilir. Uzun dalga boylu UV fotonları atomları iyonize edecek enerjiye sahip olmadığı için iyonlaştırıcı bir radyasyon olarak kabul edilmese de, kimyasal reaksiyonlara neden olabilir ve birçok maddenin parlamasına neden olabilir. Kimyasal ve biyolojik etkiler de dahil olmak üzere pek çok pratik uygulama, UV radyasyonunun organik moleküllerle etkileşime girmesinden türer. Bu etkileşimler emilimi veya ısıtma dahil moleküllerdeki enerji durumlarının ayarlanmasını içerebilir.
Kısa dalga UV ışık DNA'ya zarar verir ve temas ettiği yüzeyleri sterilize eder. İnsanlarda bronzlaşma, güneş yanığı ve cilt kanseri riskinin artması cildin UV ışığına maruz kalmasının bilinen etkileridir. Atmosfer tarafından filtrelenmeseydi, Güneş tarafından üretilen UV ışığın miktarı Dünya karasal alanlarında yaşamın sürdürülemeyeceği düzydedir. 121 nm'nin altındaki daha enerjik, daha kısa dalga boylu uç UV havayı o kadar güçlü bir şekilde iyonize eder ki, yere ulaşmadan emilir. Bununla birlikte, ultraviyole ışık (özellikle UVB), insanlar da dahil olmak üzere çoğu kara omurgalılarında D vitamini oluşumundan da sorumludur. UV spektrumu bu nedenle yaşam için hem yararlı hem de zararlı etkilere sahiptir.
İnsan görüşünün alt dalga boyu sınırı 400 nm olarak alınır, bu nedenle ultraviyole ışınlar insanlar tarafından görülmez, ancak insanlar bazen ışığı bundan daha kısa dalga boylarında algılayabilir. Böcekler, kuşlar ve bazı memeliler yakın UV'yi (NUV) görebilirler (yani, insanların görebildiğinden biraz daha kısa dalga boyları).
Görünürlük
Ultraviyole ışınlar çoğu insan için görünmez. İnsanların göz merceği 300-400 nm dalga boyu aralığındaki radyasyonun çoğunu engeller; daha kısa dalga boyları kornea tarafından bloke edilir. İnsanlar ultraviyole ışınlar için renk reseptörü uyarlamalarından yoksundur. Bununla birlikte, retinanın fotoreseptörleri yakın UV'ye duyarlıdır ve lensi olmayan kişiler (afaki) UV yakın ışığı beyazımsı mavi veya beyazımsı mor olarak algılar. Bazı koşullar altında, çocuklar ve genç yetişkinler ultraviyole ışığını 310 nm civarındaki dalga boylarına kadar görebilirler. UV'ye yakın radyasyon böcekler, bazı memeliler ve bazı kuşlar tarafından görülebilir. Kuşlar, ultraviyole ışınları için dördüncü bir renk alıcısına sahiptir; bu, daha fazla UV ileten göz yapılarıyla birleştiğinde daha küçük kuşlara "gerçek" UV görüşü sağlar.
Tarih ve keşif
"Ultraviyole", "mor ötesi" anlamına gelir (Latince ultra, "ötesinde"), mor, görünür ışığın en yüksek frekanslarının rengidir. Ultraviyole, mor ışıktan daha yüksek bir frekans ve daha kısa bir dalga boyuna sahiptir.
UV 1801'de Alman fizikçi Johann Wilhelm Ritter görünür spektrumun mor ucunun hemen ötesindeki görünmez ışınların gümüş klorür emdirilmiş kağıdı mor ışığın kendisinden daha hızlı koyulaştırdığını gözlemlediğinde keşfedildi. Onlara önceki yıl spektrumun diğer ucunda keşfedilen kızılötesi ışınlar(ısı ışınları olarak adlandırılmıştı)dan ayırmak ve kimyasal reaktiviteyi vurgulamak için "de-oksitleyici ışınlar" adını verdi. Ancak kısa süre sonra daha basit "kimyasal ışınlar" terimi benimsendi. John William Draper bu radyasyonun ışıktan tamamen farklı olduğunu söyleyerek onlara "titonik ışınlar" adını verdi. "Kimyasal ışınlar" ve "ısı ışınları" terimleri sonunda sırasıyla ultraviyole ve kızılötesi radyasyon lehine bırakıldı. 1878'de kısa dalga boylu ışığın bakterileri öldürerek sterilize edici etkisi keşfedildi. 1903'te en etkili dalga boylarının 250 nm civarında olduğu biliniyordu.1960 yılında ultraviyole radyasyonun DNA üzerindeki etkisi belirlendi.
Havadaki oksijen tarafından güçlü bir şekilde emildiği için "vakum ultraviyole" olarak adlandırılan 200 nm'nin altında dalga boylarına sahip UV radyasyonun keşfi 1893 yılında Alman fizikçi Victor Schumann tarafından yapılmıştır.
Alt tipler
En genel olarak 10400 nm olarak tanımlanan ultraviyole radyasyonun (UVR) elektromanyetik spektrumu, ISO standardı ISO 21348 tarafından önerilen bir dizi aralığa bölünebilir:
UV spektrumunun farklı bölümlerinde kullanılmak üzere birkaç katı hal ve vakum cihazı araştırılmıştır. Birçok yaklaşım, görünür ışık algılama cihazlarını uyarlamaya çalışır, ancak bunlar, görünür ışığa istenmeyen tepkilerden zarar görebilir. Ultraviyole, spektrumun farklı bölümlerine duyarlı, uyarlanabilen fotodiyot ve fotokatotlar tarafından tespit edilebilir. Hassas UV çoğaltıcılar mevcuttur. UV radyasyonunun ölçümü için spektrometreler ve radyometreler yapılır. Spektrum genelinde silikon dedektörler kullanılır.
Dalga boyları 200'nmden kısa vakum UV veya VUV havadaki moleküler oksijen tarafından güçlü bir şekilde emilir, ancak 150200 nm civarındaki daha uzun dalga boyları nitrojen ortamında yayılabilir. Bu nedenle bilimsel aletler genellikle saf nitrojen ortamında oksijensiz pahalı vakum odalarına ihtiyaç duymadan çalışabilir. Önemli örnekler arasında 193-nm fotolitografi ekipmanı (yarı iletken üretimi için) ve dairesel dikroizm spektrometreleri yer alır.
VUV teknolojisi büyük ölçüde güneş astronomisi tarafından yönlendirildi. VUV'yi kirleten, istenmeyen görünür ışığı gidermek için kullanılan optikler, VUV olmayan radyasyona tepkileri sınırlandıran detektörler ve güneş körü cihazların geliştirilmesi önemli bir araştırma alanı olmuştur. Geniş aralıklı katı hal cihazları veya yüksek kesimli foto katotlara sahip vakum cihazları, silikon diyotlara kıyasla çekici olabilir.
Aşırı UV (EUV veya XUV) madde ile etkileşim fiziğinde bir geçiş ile karakterizedir. Yaklaşık 30'nm den uzun dalga boyları atomların dış değerlik elektronları, bundan daha kısa dalga boyları esas olarak iç kabuk elektronları ve çekirdeklerle etkileşime girer. EUV spektrumunun uzun ucu, 30.4 nm'te belirgin bir He+ spektral çizgisi tarafından belirlenir. EUV bilinen malzemelerin çoğu tarafından güçlü bir şekilde emilir, ancak normal olayda EUV radyasyonunun yaklaşık %50'sine kadar yansıtan çok katmanlı optiklerin sentezlenmesi mümkündür. Bu teknolojiye 1990'larda NIXT ve MSSTA sondaj roketleri öncülük etti ve güneş görüntüleme teleskopları yapımında kullanıldı. (Ayrıca Extreme Ultraviolet Explorer uydusuna bakın.)
Bazı kaynaklar "sert" ve "yumuşak" UV ayrımını kullanır. Astrofizik söz konusu olduğunda, sınır Lyman limiti olabilir (dalga boyu 91.2 nm), "sert UV" daha enerjiktir; aynı terimler kozmetik, optoelektronik vb. gibi diğer alanlarda da kullanılabilir. Benzer bilimsel alanlarda bile sert/yumuşak arasındaki sınırın sayısal değerleri örtüşmeyebilir; örneğin, bir uygulamalı fizik yayını sert ve yumuşak UV bölgeleri arasında 190 nm sınırını kullanmıştır.
Solar ultraviyole
Çok sıcak nesneler UV radyasyonu yayar (bkz. kara cisim radyasyonu). Güneş, 10nm'de X-ışınlarına geçtiği aşırı ultraviyole de dahil olmak üzere tüm dalga boylarında ultraviyole radyasyon yayar. Aşırı sıcak yıldızlar (O- ve B-tipi gibi) görece Güneş'ten daha fazla UV radyasyonu yayar. Dünya atmosferinin tepesindeki uzayda güneş ışığı (bkz. güneş sabiti ), vakumda yaklaşık 1400 W/ m2 toplam yoğunluk için; yaklaşık %50 kızılötesi, %40 görünür ışık ve %10 ultraviyole ışıktan oluşur.
Güneş zirvedeyken atmosfer UV'nin yaklaşık %77'sini bloke eder. (absorpsiyon kısa dalga boylarında daha yüksektir). Güneş zirvedeyken yer seviyesinde, güneş ışığının %44'ü görünür ışık, %3'ü ultraviyole ve geri kalan %53'ü kızılötesidir. Dünya yüzeyine ulaşan ultraviyole radyasyonun %95'inden fazlası UVA'nın daha uzun dalga boyları, kalanı UVB'dir. UVC Dünya yüzeyine neredeyse ulaşmaz. Atmosferi geçtikten sonra UV radyasyonunda kalan UVB fraksiyonu, büyük ölçüde bulut örtüsüne ve atmosferik koşullara bağlıdır. "Parçalı bulutlu" günlerde, bulutların arasında görünen mavi gökyüzü parçaları, aynı zamanda, gökyüzünün bu kısımlarından gelen görünür mavi ışıkla aynı şekilde Rayleigh saçılması tarafından üretilen (dağınık) UVA ve UVB kaynaklarıdır. UVB, bitki hormonlarının çoğunu etkilediği için bitki gelişiminde de önemli bir rol oynar. Tam kapalılık sırasında, bulutların neden olduğu soğurma miktarı büyük ölçüde bulutların kalınlığına ve enleme bağlıdır ve belirli kalınlık ile UVB emilimini ilişkilendiren net ölçümler yoktur. Kum, deniz ve kar yansıyan ışık ile UV maruziyetini artırır.
Kısa UVC bantları ve daha enerjik UV radyasyonu oksijen tarafından emilir ve dioksijenin UV fotoliziyle üretilen tek oksijen atomları dioksijenle reaksiyona girerek ozon tabakasındaki ozonu oluşturur. Ozon tabakası, UVB'nin çoğunu bloke etmede özellikle önemlidir ve UVC'nin geri kalan kısmı, havadaki sıradan oksijen tarafından halihazırda bloke edilmemiştir.
Engelleyiciler, emiciler ve pencereler
Ultraviyole emiciler, bir malzemenin UV bozulmasını (foto-oksidasyon) azaltmak için UV radyasyonunu emmek üzere organik malzemeler ( polimerler, boyalar vb.)de kullanılan moleküllerdir. Soğurucuların kendileri de zamanla bozulabilir ve bu nedenle malzemelerdeki soğurucu seviyelerinin izlenmesi gerekli olabilir.
Güneş kreminde kullanılan Karbon karası, titanyum dioksit ve çinko oksit gibi bileşikler avobenzon, oksibenzon ve oktil metoksisinamat gibi UVA/UVB ışınlarını emen organik kimyasal emiciler veya "blokerler"in zıddına inorganik maddelerdir.
Giysiler için ultraviyole koruma faktörü (UPF), güneş kremi koruma faktörü (SPF)ne benzerdir. Standart yazlık kumaşların UPF'leri 6 civarındadır. (UV'nin yaklaşık %20'sinin geçeceği anlamına gelir.)
Vitraydaki nanoparçacıklar, UV ışınlarının renkleri değiştiren kimyasal reaksiyonlara neden olmasını engeller. ESA Mars rover görevi için Mars yüzeyinde bulunan yüksek UV seviyesi tarafından solmayacak, kameraları kalibre etmek üzere bir dizi vitray renk referans çipinin kullanılması öngörülüyor.
Pencere camı gibi soda-kireç camları, UVA'ya karşı kısmen şeffaftır, ancak daha kısa dalga boylarında opaktır ve 350 nm'nin üzerindeki ışığın yaklaşık %90'ını geçirirken 300'nm altında %90'ından fazlasını engeller. Bir çalışma, araba camlarının, özellikle UV 380'den büyükse, ortam UV'sinin %3-4'ünün geçmesine izin verdiğini buldu. Diğer araba camları türleri, 335'nm'den daha yüksek UV iletimini azaltabilir. Kaynaşmış kuvars,( kaliteye bağlı olarak) vakum UV dalga boyları için bile şeffaf olabilir. Kristal kuvars ve CaF2 ve MgF2 gibi bazı kristaller 150' veya 160nmye kadar dalga boylarını iyi iletir.
Wood camı, I. Dünya Savaşı sırasında gizli iletişim için görünür ışığı engellemek üzere geliştirilmiş, yaklaşık %9 nikel oksit içeren koyu mor-mavi bir baryum-sodyum silikat camdır. 320 ile 400 nm arasında ve ayrıca daha uzun kızılötesi ve zor görülebilen kırmızı dalga boylarında şeffaf olarak hem kızılötesi gün ışığına hem de ultraviyole gece iletişimine olanak tanır. Maksimum UV iletimi, cıva lambalarının dalga boylarından biri olan 365 nm'dir.
Yapay kaynaklar
"Siyah ışıklar"

Siyah ışıklı lamba, uzun dalga UVA radyasyonu ve çok az görünür ışık yayar. Floresan siyah ışık lambaları, diğer floresan lambalara benzer şekilde çalışır, ancak borunun iç yüzeyinde görünür ışık yerine UV-A radyasyonu yayan bir fosfor kullanır. Bazı lambalar, 400'nmden uzun dalga boylarına sahip neredeyse tüm görünür ışığı engelleyen koyu mavimsi-mor bir Wood cam optik filtresi kullanır. Bu tüpler tarafından yayılan mor parıltı, ultraviyolenin kendisi değil, kaplama tarafından filtrelenmekten kurtulan cıvanın 404 nm spektral çizgisinden gelen görünür mor ışıktır. Diğer siyah ışıklar, pahalı Wood camı yerine düz cam kullanır, bu nedenle göze açık mavi görünürler.
Akkor siyah ışıklar, akkor ampulün kabuğu üzerinde görünür ışığı emen bir filtre kaplaması kullanılarak da üretilir (aşağıdaki bölüme bakın). Bunlar daha ucuz ancak verimsizdirler ve güçlerinin yalnızca küçük bir yüzdesini UV olarak yayarlar. Tiyatro ve konser gösterileri için UV yayan fosforlu ve Wood camından bir kaplamayla 1 kW'a kadar derecelendirmelerde cıva buharlı siyah ışıklar kullanılır.
Siyah ışıklar, görünür ışığın en aza indirilmesi gereken uygulamalarda kullanılır; esas olarak floresanı, yani birçok maddenin UV ışığına maruz kaldığında yaydığı renkli parıltıyı gözlemlemek içindir. UV-A/UV-B yayan ampuller, bronzlaşma lambaları ve sürüngen yetiştiriciliği gibi özel amaçlar için de satılmaktadır.
Kısa dalga ultraviyole lambalar

Sıradan cam UVC'yi emdiğinden, kısa dalga UV lambaları kuvars veya vykordan oluşan, fosfor kaplaması olmayan bir flüoresan lamba tüpü kullanılarak yapılır. Bu lambalar, UVC bandında lamba içindeki cıva ve bir miktar görünür ışık nedeniyle 253,7 ve 185 nmde iki tepe noktasına sahip ultraviyole ışık yayar. Bu lambaların ürettiği UV'nin %85 ila %90'ı 253,7'nmde, kalanı 185'nmde dir. Erimiş kuvars tüp 253.7'nmyi geçirir, ancak 185'i bloke eder. Bu tür tüpler, normal bir flüoresan lamba tüpünün iki veya üç katı UVC gücüne sahiptir. Bu düşük basınçlı lambaların tipik verimi yaklaşık %30-40'tır, yani her 100 watt tüketilen elektriğin yaklaşık 30-40 UV çıkışı olarak alınacaktır. Ayrıca cıvanın diğer spektral çizgileri nedeniyle mavimsi beyaz görünür ışık yayarlar. Bu "mikrop öldürücü" lambalar, laboratuvarlar ve gıda işleme endüstrilerinde yüzeylerin dezenfeksiyonu ve su kaynaklarının dezenfekte edilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Akkor lambalar
'Siyah ışık' akkor lambalar da görünür ışığın çoğunu emen bir filtreyle kaplanan akkor ampulden yapılır. Kuvars kaplı halojen lambalar, bazı bilimsel araçlarda 400 ila 300 nm arasında yakın UV aralığında ucuz UV ışık kaynakları olarak kullanılır. Siyah cisim spektrumu nedeniyle, filamanlı bir ampul, enerjisinin yalnızca küçük bir yüzdesini UV olarak yayan çok verimsiz bir ultraviyole kaynağıdır.
Gaz deşarj lambaları
Farklı gazlar içeren deşarj lambaları, bilimsel amaçlar için belirli spektral hatlarda UV radyasyon üretir. Argon ve döteryum ark lambaları genellikle penceresiz veya magnezyum florür gibi çeşitli pencerelere sahip kararlı kaynaklar olarak kullanılır. Bunlar UV spektroskopi ekipmanlarında genellikle kimyasal analiz için kullanılırlar.
Sürekli emisyon spektrumlarına sahip diğer UV kaynakları arasında ksenon, (genellikle güneş ışığı simülatörleri olarak kullanılır), döteryum, cıva-ksenon ve metal halojenür ark lambaları bulunur.
2000'li yılların başında geliştirilen excimer lamba, bilimsel alanlarda giderek daha fazla kullanılıyor. Çeşitli dalga boyu bantlarında yüksek yoğunluklu, yüksek verimlilik ve çalışma avantajlarına sahiptir.
Işık yayan diyotlar (LED), UV aralığında radyasyon yayacak şekilde üretilebilir. 2019'da, son beş yıldaki önemli ilerlemelerin ardından, 365 nm ve daha uzun dalga boyu, 1.0'Wda %50 verimlilikle UVA LED'ler mevcuttu. Şu anda, en yaygın UV LED türleri her ikisi de UVA spektrumu olan 395 ve 365 nm dalga boylarındadır. Nominal dalga boyu, LED'lerin söndüğü tepe dalga boyudur, ancak hem daha yüksek hem de daha düşük dalga boylarında ışık mevcuttur.
Daha ucuz ve daha yaygın 395 nm UV LED'ler görünür spektruma çok daha yakındır ve mor bir renk verir. Spektrumun daha derinindeki diğer UV LED'ler, görünür ışık yaymaz. LED'ler, UV kurutma, tablolar veya oyuncaklar gibi karanlıkta parlayan nesneleri şarj etme ve sahte para ve vücut sıvılarını tespit etmek için kullanılır. UV LED'ler ayrıca dijital baskı ve inert UV kürleme ortamlarında da kullanılır. 3'W/cm2 (30 kW/m2)'e yaklaşan güç yoğunlukları artık mümkün ve bu foto başlatıcı ve reçine formülatörlerindeki son gelişmelerle birleştiğinde, LED ile kürlenen UV malzemelerinin genişlemesini olası kılıyor.
UVC LED'ler hızla gelişiyor ancak etkili dezenfeksiyonu doğrulamak için test gerektirebilir. Geniş alan dezenfeksiyonu için kullanılan UV lambalar antiseptik lambalar olarak bilinir. Ayrıca, sıvı kromatografi cihazlarında döteryum lambalarının yerini almak üzere hat kaynağı olarak kullanılırlar.
Ultraviyole lazerler
Gaz lazerleri, lazer diyotları ve katı hal lazerleri ve tüm UV aralığını kapsayan lazerler mevcuttur. Azot gazı lazeri, çoğunlukla UV olan bir ışın yaymak için azot moleküllerinin elektronik uyarımını kullanır. En güçlü morötesi çizgiler 337.1 ve 357.6 nm dalga boyundadır. Diğer bir yüksek güçlü gaz lazer türü ise excimer lazerlerdir. Ultraviyole ve vakum ultraviyole dalga boyu aralıklarında yaygın olarak kullanılan lazerlerdir. Şu anda, 193 nm'de çalışan UV argon-florür excimer lazerler, fotolitografi ile entegre devre üretiminde rutin olarak kullanılmaktadır. Mevcut tutarlı UV üretiminin dalga boyu sınırı yaklaşık 126'nmdır, Ar2 excimer lazerin özelliği.
Doğrudan UV yayan lazer diyotları 375'nmde mevcuttur. UV diyot pompalı katı hal lazerleri, 1990'larda Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda geliştirilen bir süreç olan seryum katkılı lityum stronsiyum alüminyum florür kristalleri (Ce:LiSAF) kullanılarak gösterilmiştir. 325'nmden daha kısa dalga boyları, ticari olarak diyot pompalı katı hal lazerlerinde üretilir. Ultraviyole lazerler, düşük frekanslı lazerlere frekans dönüştürme uygulanarak da yapılabilir.
Ultraviyole lazerlerin endüstri (lazer kazıma), tıp (dermatoloji ve keratektomi), kimya (MALDI), serbest hava güvenli iletişimi, bilgi işlem (optik depolama) ve entegre devrelerin imalatında uygulamaları vardır.
Ayarlanabilir vakum ultraviyole (VUV)
Vakumlu ultraviyole (VUV) bandı (100200 nm), 2 veya daha fazla uzun dalga boylu lazerin toplam veya fark frekans karıştırmasıyla gazlarda doğrusal olmayan 4 dalga karışımıyla üretilebilir. Üretim genellikle gazlarda (ör. kripton, 193 nm yakınında iki foton rezonansı olan hidrojen) veya metal buharlarda (ör. magnezyum) yapılır. Lazerlerden biri ayarlanabilir hale getirilerek VUV ayarlanabilir. Lazerlerden biri gaz veya buharda bir geçişle rezonansa girerse, VUV üretimi yoğunlaşır. Bununla birlikte, rezonanslar aynı zamanda dalga boyu dağılımı da oluşturur ve bu nedenle faz eşleştirme, 4 dalga karışımının ayarlanabilir aralığını sınırlayabilir. Fark frekans karışımı (yani, ), toplam frekans karışımına göre bir avantajdır, çünkü faz eşleştirme daha fazla ayarlama sağlayabilir.
Özellikle, bir (193 nm) excimer lazerin iki fotonunu hidrojen veya kriptonda ayarlanabilir görünür veya yakın IR lazerle karıştırarak fark frekansı, 100 nm'den 200 nm'ye kadar rezonant olarak geliştirilmiş ayarlanabilir V-UV kaplaması sağlar. Pratik olarak, lityum florür kesme dalga boyunun üzerinde uygun gaz/buhar hücresi penceresi malzemelerinin olmaması, ayar aralığını yaklaşık 110 nm'den daha uzun bir süre ile sınırlandırır. Penceresiz yapılandırmalar kullanılarak 75 nm'ye kadar ayarlanabilen VUV dalga boyları elde edildi.
Aşırı UV'nin plazma ve senkrotron kaynakları
Lazerler dolaylı olarak 13,5 nm'de koherent olmayan, extrem UV (EUV) radyasyonu üretminde litografi için kullanılmıştır. EUV, lazer tarafından değil, bir excimer lazer tarafından uyarılan aşırı sıcak kalay veya ksenon plazmasındaki elektron geçişleri tarafından yayılır. Bu teknik bir senkrotron gerektirmez, ancak X-ışını spektrumunun kenarında UV üretebilir. Senkrotron ışık kaynakları ayrıca, UV'nin sınırı ve 10'nmda Xışını spektrumları dahil olmak üzere tüm UV dalga boylarını üretebilir.
İnsan sağlığı ile ilgili etkiler
Ultraviyole radyasyon (güneşe maruz kalma)un insan sağlığı üzerinde belirli riskleri ve yararları üzerinde etkileri vardır. Çok fazla güneşe maruz kalmak zararlı olabilir, ancak ölçülü olarak güneşe maruz kalmak faydalıdır. (flüoresan lambalar ve sağlık)
Yararlı etkiler
UV ışığı (UVB başta), vücudun yaşam için gerekli olan D vitaminini üretmesine neden olur. İnsanlar yeterli D vitamini seviyelerini korumak için UV radyasyonuna ihtiyaç duyarlar. Dünya Sağlık Örgütü'ne göre: Biraz güneş ışığının size iyi geleceğine şüphe yok! Ama yaz aylarında haftada iki ila 3 kez, 515 dk el, yüz ve kolların güneşe maruz kalması, D vitamini seviyenizi korumak için yeterlidir. D vitamini gıda ve takviyelerden de alınabilir. Bununla birlikte, aşırı güneşe maruz kalma zararlı etkiler üretir. (Cilt kanseri tehlikesine karşı el, yüz, kulak dışındaki bölgeler güneşe gösterilmeli, sıcak çarpmasından sakınılmalıdır.)
D vitamini serotonin oluşumunu destekler ve bu vücudun aldığı güneş ışığının parlaklık derecesi ile doğru orantılıdır. Serotoninin insanlara mutluluk, esenlik ve dinginlik duyguları sağladığı düşünülmektedir.
Cilt durumu
UV ışınları (fototerapi) sedef hastalığı, egzama, sarılık, vitiligo, atopik dermatit ve lokalize sklerodermayı başarıyla tedavi etmek için kullanılmıştır. Ek olarak, UV ışığının, özellikle UVB radyasyonunun, en yaygın deri hücresi türü olan keratinositlerde hücre döngüsü durdurduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, güneş ışığı tedavisi, sedef ve eksfolyatif keilit gibi cilt hücrelerinin normalden daha hızlı bölündüğü durumların tedavisi için aday olabilir.
Zararlı etkiler
İnsanlarda UV radyasyonuna aşırı maruz kalma, gözün dioptrik sistemi ve retina üzerinde zararlı etkilere neden olabilir. Risk, yüksek rakımlarda artar ve karın zemini kapladığı ve zirvedeyken bile güneş pozisyonlarının düşük olduğu yüksek enlem bölgelerinde yaşayan insanlar özellikle risk altındadır. Cilt, sirkadiyen sistem ve bağışıklık sistemi de etkilenebilir.
"Eritemal etki spektrumu"; Etki spektrumu, UVA'nın ani reaksiyona neden olmadığı, bunun yerine UVB bandının başlangıcına yakın 315' - 300nmde başlayan dalga boylarında UV'nin fotokeratit ve cilt kızarıklığına (açık tenli bireyler daha hassastır) neden olmaya başladığını gösterir. Cilt ve gözler, alt UVC bandında olan 265275'nmde UV hasarına karşı en hassastır. UV'nin daha kısa dalga boylarında hasar oluşmaya devam ediyor, ancak atmosfere çok az nüfuz ettiği için etkiler o kadar büyük değil. DSÖ standardı ultraviyole indeksi, belirli bir zaman ve konumdaki etki spektrumu etkileri için UV maruziyetini ağırlıklandırarak, insan cildinde güneş yanığına neden olan UV dalga boylarının toplam gücünün yaygın olarak duyurulan bir ölçümüdür. Bu standart, çoğu güneş yanığının UV-A ve UV-B sınırına yakın dalga boylarındaki UV nedeniyle meydana geldiğini göstermektedir.
Cilt hasarı
UVB radyasyona aşırı maruz kalma, yalnızca güneş yanığına değil, bazı cilt kanseri türlerine de neden olabilir. Bununla birlikte, kızarıklık ve göz tahrişinin derecesi (bunlar büyük ölçüde UV-A'dan kaynaklanmaz), DNA'nın ultraviyole tarafından oluşturulan doğrudan hasarını yansıtmalarına rağmen, UV'nin uzun vadeli etkilerinin göstergesi değildir.
UV radyasyonunun tüm bantları kollajen liflerine zarar verir ve cildin yaşlanmasını hızlandırır. Hem UVA hem de UVB A vitaminini yok eder ve bu ciltte daha fazla hasara neden olabilecektir.
UVB DNA hasarına neden olabilir. Bu kanser bağlantısı, ozon tabakasının incelmesi ve ozon deliği ile ilgili endişelerin bir nedenidir.
Cilt kanserinin en ölümcül formu olan malign melanoma (çoğunlukla UV-A radyasyonundan bağımsız) DNA hasarından kaynaklanır. Bu, tüm melanomların %92'sinde doğrudan bir UV imza mutasyonunun olmamasından görülebilir. Ara sıra aşırı maruz kalma ve güneş yanığı, melanom için muhtemelen uzun süreli orta derecede maruz kalmaya göre daha büyük risk faktörleridir. UVC, en yüksek enerjiye sahip, en tehlikeli ultraviyole radyasyon türüdür ve çeşitli mutajen veya kanserojen etkilere neden olur.
Geçmişte UV-A'nın zararsız veya UV-B'den daha az zararlı olduğu düşünülürken, günümüzde dolaylı DNA hasarı yoluyla cilt kanserine katkıda bulunduğu bilinmektedir. UVA, hidroksil ve oksijen radikalleri gibi reaktif ara maddeler üretir ve bu da DNA'ya zarar verebilir. UVA'nın deride neden olduğu DNA hasarı çoğunlukla DNA'daki tek iplikçik kırılmaları, UVB'nin neden olduğu hasar doğrudan timin veya sitozin dimerleri oluşumunu ve çift iplikli DNA kırılmasını içerir. UVA, tüm vücut için immünosupresiftir (güneş ışığına maruz kalmanın immünosupresif etkilerinin büyük bir kısmından sorumludur) ve derideki bazal hücreli keratinositler için mutajeniktir.
UVB cilt hücrelerindeki DNA moleküllerini harekete geçirerek bitişik pirimidin bazları arasında anormal kovalent bağların oluşmasına neden olarak bir dimer üretir. DNA'daki UV ile indüklenen pirimidin dimerlerinin çoğu, yaklaşık 30'u kullanan nükleotid eksizyon onarımı olarak bilinen işlemle çıkarılır. Bu onarım sürecinden kaçan pirimidin dimerleri, bir tür programlanmış hücre ölümü (apoptoz)nü indükleyebilir veya mutasyona yol açan DNA replikasyon hatalarına neden olabilir.
UV radyasyonuna karşı bir savunma olarak, ciltteki kahverengi pigment melanin miktarı, cilt orta düzeyde ( cilt tipine bağlı olarak) radyasyona maruz kaldığında artar; bu genellikle güneş bronzluğu olarak bilinir. Melaninin amacı, UV radyasyonunu emmek ve enerjiyi zararsız ısı olarak dağıtarak cildi UV'nin hem doğrudan hem de dolaylı DNA hasarına karşı korumaktır. UVA mevcut melanini oksitleyerek hızlı bir bronzluk sağlarken, UVB ise yaklaşık 2 gün sonra melanositlerden melanin salınımını tetikleyerek bronzluk sağlamaya başlar.
Güneş kremi güvenlik tartışması
Tıbbi kuruluşlar, güneş kremi kullanarak UV radyasyonundan korunma önerir. Beş güneş kremi bileşeninin fareleri cilt tümörlerine karşı koruduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, bazı güneş koruyucu kimyasallar, canlı hücrelerle temas halindeyken aydınlatıldıklarında potansiyel olarak zararlı maddeler üretirler. Cildin alt katmanlarına nüfuz eden güneş koruyucu miktarı, hasara neden olacak kadar büyük olabilir.
Güneş kremi, UV-B'yi bloke ederek güneş yanığına neden olan doğrudan DNA hasarını azaltır ve olağan SPF derecesi, bu radyasyonun ne kadar etkili bir şekilde bloke edildiğini gösterir. Bu nedenle SPF, "UVB koruma faktörü" için UVB-PF olarak da adlandırılır. Bununla birlikte, bu derecelendirme, birincil olarak güneş yanığına neden olmayan ancak dolaylı DNA hasarına neden olduğu ve aynı zamanda kanserojen olarak kabul edildiğinden yine de zararlı olan UVA'ya karşı koruma hakkında hiçbir veri sunmamaktadır. UVA filtrelerinin olmaması nedeniyle güneş kremi kullananlarda (kullanmayanlara kıyasla) daha yüksek melanom insidansı sözkonusu olabilecektir. Bazı losyonlar, UV-A ışınlarına karşı koruyucu titanyum dioksit, çinko oksit ve avobenzon içerir.
Melaninin fotokimyasal özellikleri onu mükemmel bir fotokoruyucu yapar. Bununla birlikte, koruyucu kimyasallar, uyarılmış enerjiyi melanin kadar verimli dağıtamaz ve içerikler cildin alt katmanlarına nüfuz ettiğinde reaktif oksijen türlerinin miktarı artabilir. Stratum korneumdan nüfuz eden güneş kremi miktarı, hasara neden olacak kadar büyük olabilir.
Hanson ve diğerleri tarafından yapılan bir deneyde 2006 yılında yayınlanan raporda, zararlı reaktif oksijen türlerinin (ROS) miktarı, güneş kremi uygulanmış ve uygulanmamış ciltte ölçülmüştür. İlk 20 dakikada güneş kremi filmi koruyucu bir etkiye sahipti ve ROS türlerinin sayısı daha azdı. Ancak 60 dakika sonra, emilen güneş koruyucu miktarına bağlı olarak güneş kremi uygulanmış ciltte ROS miktarı, tedavi edilmemiş cilde göre daha yüksek çıktı. Çalışma, UV ışığının güneş kremi ile aşılanmış canlı cilt hücrelerine nüfuz etmesini önlemek için güneş kreminin 2 saat içinde yeniden uygulanması gerektiğini göstermektedir.
Belirli cilt durumlarının şiddetlenmesi
Ultraviyole radyasyon sistemik lupus eritematozus, Sjögren sendromu, Sinear Usher sendromu, rosacea, dermatomiyozit, Darier hastalığı, Kindler-Weary sendromu ve Porokeratosis dahil olmak üzere birçok cilt hastalığını şiddetlendirebilir.
Göz hasarı
Göz, 265275'nmdeki alt UVC bandında UV hasarına karşı en hassastır. Bu dalga boyundaki radyasyon güneş ışığında neredeyse yoktur, ancak kaynakçı ark ışıklarında ve diğer yapay kaynaklarda bulunur. Bunlara maruz kalmak "kaynakçı parlamasına" (fotokeratit) neden olabilir ve katarakt, pterjium ve pinguekula oluşumuna yol açabilir. Daha düşük ölçüde, 310 ila 280 nm, güneş ışığındaki UVB de fotokeratite ("kar körlüğü") neden olur ve kornea, lens ve retina hasar görebilir.
Koruyucu gözlük UV radyasyon için faydalıdır. Işık gözlere yanlardan ulaşabildiğinden, yüksek irtifa dağcılıkta olduğu gibi yüksek bir maruz kalma riski varsa, genellikle tam kapsamlı göz koruması tavsiye edilir. Dağcılar, hem daha az atmosferik filtreleme, hem de kar ve buzdan yansıma nedeniyle normalden daha yüksek UV radyasyon seviyelerine maruz kalırlar. Sıradan, işlenmemiş gözlükler bir miktar koruma sağlar. Plastik lenslerin çoğu cam merceklerden daha fazla koruma sağlar çünkü yukarıda belirtildiği gibi cam UV-A'ya karşı şeffaftır ve lensler için kullanılan yaygın akrilik plastik daha az şeffaftır. Polikarbonat gibi bazı plastik lens malzemeleri doğal olarak çoğu UV'yi engeller.
Polimerlerin, pigmentlerin ve boyaların bozunması
Güneş ışığına maruz kalan plastikler UV bozunmasına uğrar. Sorun renk atması veya solma, çatlama, mukavemet kaybı veya parçalanma olarak ortaya çıkar. Saldırının etkileri maruz kalma süresi ve güneş ışığı yoğunluğu ile artar. UV emicilerin eklenmesi önleyicidir.
Hassas polimerler arasında termoplastik ve aramidler bulunur. UV absorpsiyonu zincir bozulması ve zincir yapısındaki hassas noktalarda mukavemet kaybına yol açar. Aramid halat, mukavemetini korumak istiyorsa, bir termoplastik kılıf ile korunmalıdır.
Pek çok pigment ve boya UV etkisiyle renk değiştirir; bu nedenle tablo ve tekstiller, radyasyonun iki yaygın kaynağı olan güneş ışığı ve flüoresan lambalardan korumaya ihtiyaç duyabilir. Pencere camı bazı zararlı UV'yi emer, ancak değerli eserlerin ekstra korumaya ihtiyacı vardır. Örneğin birçok müze, suluboya resimler ve eski kumaşların üzerine siyah perdeler yerleştirir. Sulu boyalar düşük pigment seviyelerine sahip olabildiğinden UV'den ekstra korumaya ihtiyaç duyarlar. Akrilikler (pleksiglas), laminatlar ve kaplamalar dahil olmak üzere çeşitli resim çerçeve camı biçimleri, farklı derecelerde UV (ve görünür ışık) koruması sunar.
Uygulamalar
Kimyasal etki ve floresans kabiliyeti nedeniyle, ultraviyole radyasyonun bir dizi uygulaması vardır. Aşağıdaki tablo UV spektrumundaki belirli dalga boyu bantlarının bazı kullanımlarını vermektedir.
13.5 nm : Extrem ultraviyole litografi
30200 nm : Fotoiyonizasyon, ultraviyole fotoelektron spektroskopisi, fotolitografi ile standart entegre devre üretimi
230365 nm : UV-ID, etiket takibi, barkodlar
230400 nm : Optik sensörler, çeşitli enstrümantasyon
240280 nm : Dezenfeksiyon, yüzeylerin ve suyun dekontaminasyonu (DNA absorpsiyonu 260nm'de zirve yapar), antiseptik lambalar
200400 nm : Adli analiz, uyuşturucu tespiti
270360 nm : Protein analizi, DNA dizileme, ilaç keşfi
280400 nm : Hücrelerin tıbbi görüntülemesi
300320 nm : Tıpta ışık tedavisi
300365 nm : Polimerlerin ve yazıcı mürekkeplerinin kürlenmesi
350370 nm : Böcek öldürücüler (sinekler en çok 365'nmde ışığa çekilir)
Fotoğrafçılık
Ultraviyole astronomisinde, yıldızlararası ortam ve yıldızların sıcaklığını ve kimyasal bileşimini ayırt etmek için ölçümler kullanılır. Ozon tabakası birçok UV frekansının Dünya yüzeyindeki teleskoplara ulaşmasını engellediğinden, çoğu UV gözlemi uzaydan yapılır.
Elektrik ve elektronik endüstrisi
Cihazlardaki korona deşarjı, ultraviyole emisyonları üzerinden tespit edilebilir. Korona, elektrik yalıtımının bozulmasına ve ozon ve nitrojen oksit emisyonuna neden olur.
EPROM'lar (Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur Bellek), UV radyasyonuna maruz bırakılarak silinir. Bu modüller, çipin üstünde UV radyasyonunun içeri girmesine izin veren şeffaf (kuvars) bir pencereye sahiptir.
Floresan boya kullanımları
UV altında mavi ışık yayan renksiz floresan boyalar, kağıt ve kumaşlara optik parlatıcı olarak eklenir. Bu maddeler tarafından yayılan mavi ışık, mevcut olabilecek sarı renk tonlarını etkisiz hale getirir ve renklerin ve beyazların daha beyaz veya parlak renkli görünmesine neden olur.
Ana renklerde parıldayan boyalar, boya, kağıt ve tekstillerde ya gün ışığı altında rengi geliştirmek için ya da UV lambalarıyla aydınlatıldığında özel efektler sağlamak için kullanılır. UV altında parıldayan boyalar içeren Blacklight boyaları, bir dizi sanat ve estetik uygulamasında kullanılmaktadır.
Eğlence parkları, binek resimlerini ve arka planlarını floresanla aydınlatmak için genellikle UV aydınlatma kullanır. Bu genellikle binicinin beyaz giysisinin açık mor renkte parlamasına neden olan bir yan etkiye sahiptir.
Para, sürücü ehliyeti ve pasaport gibi önemli belgelerde sahteciliği önlemeye yardımcı olmak için kağıt, ultraviyole ışık altında görülebilen bir UV filigranı veya flüoresan renkli lifler içerebilir. Posta pulları, pulun ve mektubun yüzünün otomatik olarak algılanmasına izin vermek için UV ışınları altında parlayan bir fosforla etiketlenir.
Floresan boyalar biyokimya ve adli tıpta kullanılmaktadır. Bazı biber gazı markaları, biber gazı sıkılan saldırganın üzerinde kolayca yıkanamayan görünmez bir kimyasal (UV boyası) bırakır ve bu da polisin saldırganı daha sonra tespit etmesine yardımcı olur.
Bazı tahribatsız test türlerinde UV, geniş bir malzeme yelpazesindeki kusurları vurgulamak için floresan boyaları uyarır. Bu boyalar, kılcal hareketle (sıvı penetran muayenesi) yüzey kırma kusurlarına taşınabilir veya demirli malzemelerdeki manyetik sızıntı alanlarına yakalanan ferrit partiküllerine bağlanabilir (manyetik partikül muayenesi).
Analitik kullanımlar
Adli
UV, meni, kan ve tükürük gibi vücut sıvılarının bulunmasına ve tanımlanmasına yardımcı olan olay mahallinde bir araştırma aracıdır. Örneğin, ejaküle edilen sıvılar veya tükürük, sıvının üzerinde biriktiği yüzeyin yapısı veya renginden bağımsız olarak güçlü UV kullanılarak tespit edilebilir. UV-vis mikrospektroskopisi, belgelerin yanı sıra tekstil ve boya yongaları gibi eser kanıtları analiz etmek için de kullanılır.
Diğer uygulamalar, çeşitli sanat eserlerinin kimlik doğrulaması ve sahte parayı tespit etmeyi içerir. UV'ye duyarlı boyalarla özel olarak işaretlenmemiş malzemeler bile, UV'ye maruziyette belirgin bir flüoresansa sahip olabilir veya kısa ve uzun dalga ultraviyole altında farklı şekilde flüoresans verebilir.
Mürekkebin kontrastını artırma
Multispektral görüntülemeyle okunaksız Villa of the Papyri, Oxyrhynchus'un yanmış papirüsleri veya Arşimet palimpsestleri gibi papirüsleri okumak mümkündür. Teknik, belirli ışık dalga boylarını yakalamak için ince ayarlı kızılötesi veya ultraviyole aralığında farklı filtreler kullanarak okunamayan belgenin resimlerini çekmeyi içerir. Böylece papirüs yüzeyinde mürekkebi kağıttan ayırt etmek için optimum spektral kısım bulunabilir.
Parşömen üzerindeki soluk demir bazlı mürekkebi vurgulamak için basit NUV kaynakları kullanılabilir.
Sıhhi uygunluk
Ultraviyole ışık, periyodik temizlik ve sanitasyonun başarısız olabileceği yüzeylerde kalan organik madde birikintilerinin tespit edilmesine yardımcı olur. Otel endüstrisi, imalat ve temizlik veya kirlilik seviyelerinin denetlendiği diğer endüstrilerde kullanılır.
Bazı haber kuruluşları oteller, umumi tuvaletler, tırabzanlar vb. de sağlıksız koşulları ortaya çıkarmak benzer cihazlar kullanan bir araştırmacı muhabir kullanabilir.
Kimya
UV/Vis spektroskopisi, kimyasal yapıyı analiz etmek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. UV radyasyonu, floresan emisyonunun bir spektroflorometre ile ölçüldüğü belirli bir numuneyi uyarmak için sıklıkla kullanılır. Biyolojik araştırmalarda, nükleik asit veya proteinlerin miktarının belirlenmesi için UV radyasyonu kullanılır. Çevre kimyasında, UV radyasyonu, su numunelerinde ortaya çıkan endişe verici kirleticileri tespit etmek için de kullanılabilir.
Kirlilik kontrol uygulamalarında, örneğin fosil yakıtlı enerji santrallerin baca gazında nitrojen oksit, kükürt bileşikleri, cıva ve amonyak emisyonlarını tespit etmek için UV analizörleri kullanılır. Ultraviyole radyasyon, su üzerine dökülen petrolün tespit edilmesinde yağ filmlerinin UV dalga boylarında yüksek yansıtıcılığı, ya da sudaki Raman saçılmasıyla oluşturulan UV'yi soğurma yoluyla daha hassas veri sağlar.
Ultraviyole lambalar bazı değerli taşların bilinmesi ve analizinin bir parçası olarak kullanılır.
Malzeme bilimi kullanımları
Yangın algılama
Uv dedektörler algılama elemanı olarak genellikle silikon karbür veya alüminyum nitrür bazlı bir katı hal cihazı veya gazla dolu bir tüp kullanır. Spektrumun herhangi bir bölümünde UV'ye duyarlı olan dedektörler güneş ve yapay ışıktan kaynaklanan ışınlamaya yanıt verir. Örneğin, yanan bir hidrojen alevi 185 ila 260 nanometre aralığında güçlü bir IR yayarken, bir kömür ateşi UV bandında zayıf, ancak IR dalga boylarında çok daha güçlü bir radyasyon yayar. Hemen hemen tüm yangınlar UVC bandında bir miktar radyasyon yayar, oysa Güneş'in bu banttaki radyasyonu Dünya atmosferi tarafından emilir. Sonuç olarak, UV dedektörü "güneş perdesi" dir, yani Güneş'ten gelen radyasyona yanıt olarak bir alarma neden olmaz, bu nedenle hem iç hem de dış mekanlarda kolayca kullanılabilir.
UV dedektörleri hidrokarbon, metal, kükürt, hidrojen, hidrazin ve amonyak dahil çoğu yangına karşı hassastır. Ark kaynağı, elektrik arkı, yıldırım, tahribatsız metal test ekipmanlarında kullanılan X-ışınları ve radyoaktif malzemeler bir UV algılama sistemini etkinleştirecek seviyeler üretebilir. UV emici gaz ve buharların varlığı, bir yangından gelen UV radyasyonunu zayıflatacak ve dedektörün alev algılama yeteneğini olumsuz yönde etkileyecektir. Aynı şekilde, havada bir yağ buharı veya dedektör penceresinde bir yağ filminin bulunması da aynı etkiye sahip olacaktır.
Fotolitografi
Ultraviyole radyasyon, fotorezist'in kimyasal bir maskeden geçen UV radyasyonuna maruz bırakıldığı bir prosedürle olan çok ince çözünürlüklü fotolitografi gerçekleştirilir. Maruz kalma, duyarlı fotodirençte kimyasal reaksiyonların oluşmasına neden olur. İstenmeyen fotorezistin çıkarılmasıyla, numune üzerinde belirlenen model kalır. Daha sonra, hiçbir fotorezistin kalmadığı numunenin alanlarını "aşındırmak", üzerinde biriktirmek veya başka şekilde değiştirmek için adımlar atılabilir.
Fotolitografi, yarı iletken, entegre devre bileşenleri ve baskılı devre kartlarının imalatında kullanılır. Elektronik entegre devreleri imal etmek için kullanılan fotolitografi işlemleri şu anda 193 ve deneysel olarak extrem ultraviyole litografi için 13.5 nm UV kullanıyor.
Polimerler
Net şeffaflık gerektiren elektronik bileşenler (fotovoltaik panel ve sensörler), UV enerjisi kullanılarak kürlenen akrilik reçineler kullanılarak korunabilir. Avantaj düşük VOC emisyonu ve hızlı kürlemedir.
Bazı mürekkep, kaplama ve yapıştırıcılar, foto başlatıcı ve reçine karışımı ile formüle edilir. Fotobaşlatıcı UV ışığına maruz kaldığında, polimerizasyon meydana gelir ve yapıştırıcılar birkaç saniye içinde sertleşir. Uygulamalar arasında cam ve plastik yapıştırma, fiber optik kaplamalar, yer kaplaması, UV kaplama ve ofset baskıda kağıt kaplamalar, diş dolguları ve dekoratif tırnak "jelleri" yer alır.
Kürleme için UV lambaları, LED'ler ve excimer flaş lambaları kullanılabilir. Flekso veya ofset baskı gibi işlemler, hareketli bir alt tabakaya odaklanan yüksek yoğunluklu ışık gerektirir; elektrik arkları veya mikrodalgalar ile enerji verilen orta ve çok yüksek basınçlı Hg veya Fe bazlı ampuller kullanılır. Statik uygulamalar için daha düşük güçlü floresan lamba ve LED'ler kullanılabilir. Küçük yüksek basınçlı lambalar, sıvı dolu veya fiber optik ışık kılavuzları aracılığıyla ışık odaklı olabilir ve çalışma alanına iletilebilir.
UV'nin polimerler üzerindeki etkisiyle polimer yüzeyler (pürüzlülük ve hidrofobiklik) modifiye edilir. Örneğin, bir poli(metil metakrilat) yüzeyi vakumlu ultraviyole ile düzeltilebilir.
UV radyasyonu, polimerlerin hazırlanmasında faydalıdır. UV'ye maruz kalan polimerler oksitlenecek ve polimerin yüzey enerjisi yükselecektir. Polimerin yüzey enerjisi yükseltildiğinde, yapıştırıcı ile polimer arasındaki bağ daha güçlüdür.
Biyoloji ile ilgili kullanımlar
Hava temizleme
UVC ile katalizlenen bir kimyasal reaksiyonda Titanyum dioksit, patojenler, polen ve küf sporlarının organik maddeleri oksidasyonla zararsız yan ürünlere dönüşür. Bununla birlikte reaksiyon düz bir yol değil ve başarılı bir sonuç için çok spesifik parametreler gerektirir.
UV temizleme mekanizması fotokimyasal bir süreçtir. İç ortamdaki kirleticiler neredeyse tamamen organik karbon bazlı bileşiklerdir ve 240 ila 280nm'de yüksek yoğunluklu UV'ye maruz kaldıklarında parçalanırlar. Kısa dalga ultraviyole radyasyon canlı mikroorganizmalardaki DNA'yı yok edebilir. UVC'nin etkinliği, yoğunluk ve maruz kalma süresi ile doğrudan ilişkilidir.
UV'nin karbon monoksit ve VOC'ler gibi gaz halindeki kirleticileri azalttığı da gösterilmiştir. 184 ve 254'nmde yayılan UV lambaları, hava oda ile lamba odası arasında geri dönüştürülürse düşük konsantrasyonlarda hidrokarbonları ve karbon monoksiti giderebilir. Bu düzenleme, ozonun arıtılmış havaya girmesini önler. Benzer şekilde hava, 184 nm'de çalışan tek bir UV kaynağından geçirilerek ve UV lambası tarafından üretilen ozonu uzaklaştırmak için demir pentaoksit üzerinden geçirilerek işlenebilir.
Sterilizasyon ve dezenfeksiyon
Ultraviyole lambalar, biyoloji laboratuvarları ve tıbbi tesislerde çalışma alanları ve aletleri sterilize etmek için kullanılır. Ticari olarak temin edilebilen düşük basınçlı cıva buharlı lambalar, radyasyonlarının yaklaşık %86'sını 254 nanometrede (nm) yayar ve 265 nm en yüksek mikrop öldürücü etkinlik noktasıdır. Bu dalga boylarındaki UV, bir mikroorganizmanın DNA/RNA'sına zarar vererek çoğalmasını engeller ve onu zararsız hale getirir (organizma ölmese bile). Mikroorganizmalar küçük çatlaklar ve gölgeli alanlarda ultraviyole ışınlarından korunabildikleri için bu lambalar sadece diğer sterilizasyon tekniklerine ek olarak kullanılmaktadır.
UV-C LED'ler yeni ticari popülerlik kazanmaktadır. Tek renkli yapıları nedeniyle (±5 nm) bu LED'ler, dezenfeksiyon için gereken belirli bir dalga boyunu hedefleyebilir. Patojenlerin belirli UV dalga boylarına karşı duyarlılıklarının değiştiğini bilmek özellikle önemlidir. LED'ler cıva içermez, anında açılır/kapanır ve gün boyunca sınırsız döngüye sahiptir.
UV dezenfeksiyon, atık su ve belediye içme suyu arıtmalarında artan bir kullanım alanı bulmaktadır. Birçok kaynak suyu şişeleyicisi, sularını sterilize etmek için UV dezenfeksiyon kullanır. Güneş enerjisiyle su dezenfeksiyonu doğal güneş ışığını kullanarak kirli suyu ucuza arıtmak için araştırılmıştır. UV-A ışınlaması ve sıcaklık sudaki organizmaları öldürmektedir
Ultraviyole radyasyon, yüksek yoğunluklu bir ultraviyole kaynağı üzerinden akıtarak meyve sularını pastörize etmek için kullanılabilir. Böyle bir işlemin etkinliği, meyve suyunun UV emilimine bağlıdır.
Darbeli ışık, 200 - 280 nm arasında yoğun ve geniş spektrumlu darbeler kullanarak yüzeylerdeki mikroorganizmaları öldürme tekniğidir. Darbeli ışık, saniyede birkaç kez flaş üretebilen xenon lambalarıyla çalışır. Dezenfeksiyon robotları darbeli UV kullanır.
Biyolojik
Kuşlar, sürüngenler ve arılar gibi böcekler de dahil olmak üzere bazı hayvanlar ultraviyoleye yakın dalga boylarını görebilir. Birçok meyve, çiçek ve tohum, insan renkli görüşüne kıyasla ultraviyole dalga boylarında daha güçlü bir şekilde öne çıkıyor. Akrepler, UV aydınlatması altında parlar veya sarıdan yeşile bir renk alır, bu onların kontrolün altına alınmasında etkilidir olur. Pek çok kuşun tüylerinde, normal dalga boylarında görülemeyen ancak ultraviyole ışıkta gözlemlenebilen desenler vardır. Köpekler, kediler ve insanlar da dahil olmak üzere bazı hayvanların idrar ve diğer salgılarını ultraviyole ile tespit etmek çok daha kolaydır. Kemirgenlerin idrar izleri haşere kontrol teknisyenleri tarafından tespit edilebilir.
Kelebekler, cinsiyet tanıma ve çiftleşme davranışlarında iletişim sistemi olarak ultraviyole kullanır. Örneğin, Colias eurytheme kelebeğinde erkekler dişileri bulmak ve teşhis etmek için görsel ipuçlarına güvenir. Eş bulmak için kimyasal uyaranlar kullanmak yerine, erkekler dişi arka kanatların ultraviyole yansıtan rengine çekilir. Pieris napi kelebeklerinde, çevrede daha az UV radyasyonu bulunan kuzey Finlandiya'daki dişilerin, erkeklerini çekmek için daha güneyde meydana gelenlere göre daha güçlü UV sinyallerine sahip oldukları gösterildi. Bu, erkeklerin gözlerinin UV duyarlılığını artırmanın, dişiler tarafından yayılan UV sinyallerini artırmaktan evrimsel olarak daha zor olduğunu düşündürdü.
Birçok böcek, uçuş navigasyonu için referans olarak gök cisimlerinden gelen UV emisyonlarını kullanır. Yerel bir ultraviyole yayıcı uçan böceği çekecek normal navigasyon sürecini bozacaktır.
Yeşil flüoresans proteini, bir belirteç olarak genetikte sıklıkla kullanılır. Proteinler gibi birçok madde, ultraviyole ışıkta önemli ışık soğurma bantlarına sahiptir. UV özellikli spektrofotometreler bu tür laboratuvarlarda yaygındır.
Böcek tuzağı uçan böcekleri yok etmek için kullanılır. UV'ye çekilir ve elektrik şokuyla ölürler veya cihazla temasa geçtiklerinde tuzağa düşerler. Entomologlar tarafından faunistik araştırma çalışmaları sırasında gece böceklerini toplamak için farklı ultraviyole radyasyon tuzak tasarımları kullanılmaktadır.
Terapi
UV, sedef hastalığı ve vitiligo gibi cilt durumlarının tedavisinde faydalıdır. Psoralen alarak UVA'ya maruz kalmak sedef için daha etkili bir tedavi sağlar. Psoralenlerin karaciğere zarar verme potansiyeli nedeniyle, PUVA tedavisi bir hastanın yaşamı boyunca yalnızca sınırlı sayıda kullanılabilir.
UVB fototerapi topikal preparatlar gerektirmez; sadece maruz kalma gereklidir. Bununla birlikte, fototerapi, antralin, kömür katranı ve vitamin A ve D türevleri gibi belirli topikal tedavilerle veya metotreksat ve Soriatane gibi sistemik tedavilerle birlikte kullanıldığında etkili olabilir.
Herpetoloji
Sürüngenler, D vitamini biyosentezi ve diğer metabolik süreçler için UVB'ye ihtiyaç duyar. Spesifik olarak, kalsiyumun kemik ve yumurta üretimi için kullanılmasının yanı sıra temel hücresel / nöral işleyiş için gerekli olan kolekalsiferol (D3 vitamini) sentezinde. UVA dalga boyu vahşi yaşamda birçok sürüngenin hayatta kalma becerileri ve bireyler arasındaki görsel iletişimde de önemli bir rol oynayabilir. Bu nedenle, tutsak bir sürüngenin muhafazasında, bir flüoresan UV a/b kaynağı (türler için uygun güç ve spektrumda) mevcut olmalıdır. Doğru seviyelerde doğal güneş ışığı her zaman yapay kaynaklardan daha üstün olacaktır, ancak bu dünyanın farklı yerlerindeki bekçiler için mümkün olmayabilir.
Spektrumun UVa kısmının yüksek düzeyde çıktısının, vücutlarının hassas kısımlarında hem hücresel hem de DNA hasarına neden olabileceği bilinen bir sorundur - uygunsuz bir UVa/b kaynağı kullanımı ve yerleştirilmesi gözlerde fotokeratitle sonuçlanabilir. Isı ve ışık "kombinasyonu" içeren ürünlerde UVa/b'ye karşı dikkatli olunmalıdır.
Evrimdeki önemi
Üreme protein ve enzimlerinin erken evrimi, modern evrim teorisi modellerinde UV radyasyona atfedilir. UVB, genetik dizilerde yan yana bulunan timin baz çiftlerinin, üreme enzimlerinin kopyalayamadığı zincirde bir bozulma olan timin dimerlerine bağlanmasına neden olur. Bu, genetik replikasyon ve protein sentezi sırasında genellikle hücreyi öldüren çerçeve kaymasına yol açar. Erken prokaryotlar, UV'yi engelleyen ozon tabakası oluşmadan önce, okyanusun yüzeyine yaklaştıklarında, neredeyse her zaman öldüler. Hayatta kalan çok azı, genetik materyali izleyen ve timin dimerlerini nükleotit eksizyon onarım enzimleriyle çıkaran enzimler geliştirmişti. Modern mitoz ve mayozda yer alan birçok enzim ve protein, onarım enzimlerine benzer ve orijinal olarak UV'nin neden olduğu DNA hasarlarının üstesinden gelmek için kullanılan enzimlerin evrimleşmiş modifikasyonları olduğuna inanılır.
fotobiyoloji
Fotobiyoloji, geleneksel olarak oksijenin ilk iyonlaşma enerjisi olan 10 eV civarında sınırlandırılmış, canlı organizmalarda iyonlaştırıcı olmayan radyasyonun yararlı ve zararlı etkileşimlerinin bilimsel çalışmasıdır. UV, enerjide kabaca 3 ila 30 eV arasında değişir. Bu nedenle fotobiyoloji, UV spektrumunun hepsini olmasa da bir kısmını eğlendirir.