1. Efecte fotobiològic
Per discutir el tema de la seguretat fotobiològica, el primer pas és aclarir els efectes fotobiològics. Diferents estudiosos tenen diferents definicions de la connotació dels efectes fotobiològics, que poden referir-se a diverses interaccions entre la llum i els organismes vius. En aquest article només parlem de les reaccions fisiològiques del cos humà causades per la llum.
L'impacte dels efectes fotobiològics en el cos humà és multifacètic. Segons els diferents mecanismes i resultats dels efectes fotobiològics, es poden dividir aproximadament en tres categories: efectes visuals de la llum, efectes no visuals de la llum i efectes de la radiació de la llum.
L'efecte visual de la llum fa referència a l'efecte de la llum sobre la visió, que és l'efecte més fonamental de la llum. La salut visual és el requisit més fonamental per a la il·luminació. Els factors que afecten els efectes visuals de la llum inclouen la brillantor, la distribució espacial, la reproducció del color, l'enlluernament, les característiques del color, les característiques del parpelleig, etc., que poden provocar fatiga ocular, visió borrosa i disminució de l'eficiència en tasques relacionades amb la visualitat.
Els efectes no visuals de la llum fan referència a les reaccions fisiològiques i psicològiques del cos humà provocades per la llum, que estan relacionades amb l'eficiència laboral de les persones, la sensació de seguretat, la comoditat, la salut fisiològica i emocional. La investigació sobre els efectes no visuals de la llum va començar relativament tard, però s'ha desenvolupat ràpidament. En el sistema d'avaluació de la qualitat de la il·luminació actual, els efectes no visuals de la llum s'han convertit en un factor important que no es pot ignorar.
L'efecte de la radiació de la llum es refereix al dany causat als teixits humans pels efectes de diferents longituds d'ona de la radiació lumínica a la pell, la còrnia, el cristal·lí, la retina i altres parts del cos. L'efecte de la radiació de la llum es pot dividir en dues categories segons el seu mecanisme d'acció: dany fotoquímic i dany per radiació tèrmica. Concretament, inclou diversos perills, com ara els perills químics dels UV de les fonts de llum, els perills de la llum blava de la retina i els perills tèrmics de la pell.
El cos humà pot resistir o reparar fins a cert punt els efectes d'aquestes lesions, però quan l'efecte de la radiació de la llum arriba a un cert límit, la capacitat d'autoreparació del cos és insuficient per reparar aquestes lesions i el dany s'acumularà, donant lloc a efectes irreversibles com ara com la pèrdua de visió, lesions de la retina, danys a la pell, etc.
En general, hi ha interaccions complexes de múltiples factors i mecanismes de retroalimentació positiva i negativa entre la salut humana i l'entorn de llum. Els efectes de la llum sobre els organismes, especialment sobre el cos humà, estan relacionats amb diversos factors com la longitud d'ona, la intensitat, les condicions de funcionament i l'estat de l'organisme.
L'objectiu de l'estudi dels efectes de la fotobiologia és explorar els factors relacionats entre els resultats de la fotobiologia i l'entorn lluminós i l'estat biològic, identificar els factors de risc que poden perjudicar la salut i els aspectes favorables que es poden aplicar, buscar beneficis i evitar danys, i permeten la integració profunda de l'òptica i les ciències de la vida.

2. Fotobioseguretat
El concepte de fotobioseguretat es pot entendre de dues maneres: estret i ampli. Amb una definició estreta, "fotobioseguretat" es refereix als problemes de seguretat causats pels efectes de la radiació de la llum, mentre que, de manera àmplia, "fotobioseguretat" es refereix als problemes de seguretat causats per la radiació lumínica en la salut humana, inclosos els efectes visuals de la llum i els efectes no visuals de la llum. , i els efectes de la radiació de la llum.
En el sistema de recerca existent de fotobioseguretat, l'objecte d'investigació de la fotobioseguretat són dispositius d'il·luminació o visualització, i l'objectiu de la fotobioseguretat són òrgans com els ulls o la pell del cos humà, que es manifesten com a canvis en paràmetres fisiològics com la temperatura corporal i el diàmetre de la pupil·la. . La investigació sobre fotobioseguretat se centra principalment en tres grans direccions: mesura i avaluació de la radiació de fotobioseguretat generada per fonts de llum, relació quantitativa entre la fotoradiació i la resposta humana, i les limitacions i mètodes de protecció de la radiació de fotobioseguretat.
La radiació lumínica generada per diferents fonts de llum varia en intensitat, distribució espacial i espectre. Amb el desenvolupament de materials d'il·luminació i tecnologia d'il·luminació intel·ligent, noves fonts de llum intel·ligents com ara fonts de llum LED, fonts de llum OLED i fonts de llum làser s'aplicaran gradualment a la llar, comercials, mèdics, oficines o escenaris d'il·luminació especials. En comparació amb les fonts de llum tradicionals, les noves fonts de llum intel·ligents tenen una energia de radiació més forta i una especificitat espectral més alta. Per tant, una de les direccions capdavanteres en la investigació de la seguretat fotobiològica és l'estudi de mètodes de mesura o avaluació de la seguretat fotobiològica de noves fonts de llum, com l'estudi de la seguretat biològica dels fars làser d'automòbils i el sistema d'avaluació de la salut i el confort humà. de productes d'il·luminació semiconductors.
Les reaccions fisiològiques provocades per diferents longituds d'ona de radiació lumínica que actuen sobre diferents òrgans o teixits humans també varien. Com que el cos humà és un sistema complex, descriure quantitativament la relació entre la radiació lumínica i la resposta humana també és una de les direccions capdavanteres en la investigació de la fotobioseguretat, com ara l'impacte i l'aplicació de la llum en els ritmes fisiològics humans i el problema de la llum. dosi d'intensitat que desencadena efectes no visuals.
L'objectiu de la investigació sobre seguretat fotobiològica és evitar el dany causat per l'exposició humana a la radiació lumínica. Per tant, a partir dels resultats de la investigació sobre la seguretat fotobiològica i els efectes fotobiològics de les fonts de llum, es proposen estàndards d'il·luminació i mètodes de protecció corresponents i es proposen esquemes de disseny de productes d'il·luminació segurs i saludables, que també és una de les direccions capdavanteres de la fotografia. investigació de seguretat biològica, com ara el disseny de sistemes d'il·luminació sanitària per a grans naus espacials tripulades, investigació sobre il·luminació sanitària i sistemes de visualització, i investigació sobre la tecnologia d'aplicació de pel·lícules protectores de llum blava per a la salut i la seguretat de la llum.

3. Cintes i mecanismes de fotobioseguretat
La gamma de bandes de radiació lluminosa implicades en la seguretat fotobiològica inclou principalment ones electromagnètiques que van des de 200 nm fins a 3000 nm. Segons la classificació de la longitud d'ona, la radiació òptica es pot dividir principalment en radiació ultraviolada, radiació de llum visible i radiació infraroja. Els efectes fisiològics produïts per la radiació electromagnètica de diferents longituds d'ona no són del tot els mateixos.
La radiació ultraviolada es refereix a la radiació electromagnètica amb una longitud d'ona de 100 nm-400 nm. L'ull humà no pot percebre la presència de radiació ultraviolada, però la radiació ultraviolada té un impacte significatiu en la fisiologia humana. Quan s'aplica la radiació ultraviolada a la pell, pot provocar vasodilatació, donant lloc a enrogiment. L'exposició prolongada pot provocar sequedat, pèrdua d'elasticitat i envelliment de la pell. Quan s'aplica radiació ultraviolada als ulls, pot provocar queratitis, conjuntivitis, cataractes, etc., causant danys als ulls.
La radiació de llum visible normalment es refereix a ones electromagnètiques amb longituds d'ona que oscil·len entre 380 i 780 nm. Els efectes fisiològics de la llum visible sobre el cos humà inclouen principalment cremades a la pell, eritema i danys oculars, com ara lesions tèrmiques i retinitis causades per la llum solar. Especialment la llum blava d'alta energia que va de 400 nm a 500 nm pot causar danys fotoquímics a la retina i accelerar l'oxidació de les cèl·lules de la zona macular. Per tant, generalment es creu que la llum blava és la llum visible més nociva.