Bazen ultraviyole ışık olarak da adlandırılan ultraviyole radyasyon (UV), 100 ila 400 nanometre arasında değişen dalga boylarıyla karakterize edilen bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Bu spektrum görünür ışıktan daha kısadır ancak X ışınlarının ötesine uzanır. 10 ila 100 nanometreyi kapsayan dalga boyları, yumuşak X ışınlarına benzer özellikler sergileyen aşırı ultraviyole olarak tanımlanır. UV radyasyonu güneş ışığının bir bileşenidir ve Güneş'in toplam elektromanyetik çıktısının yaklaşık %10'unu oluşturur. Ayrıca elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu ve cıva buharlı lambalar, bronzlaştırıcı lambalar ve siyah ışıklar gibi özel aydınlatma cihazları da dahil olmak üzere çeşitli yapay kaynaklar tarafından üretilir.
Ultraviyole radyasyon (UV; bazen ultraviyole ışık olarak da adlandırılır) 100-400 nanometrelik dalga boylarına sahip, görünür ışıktan daha kısa, ancak X ışınlarından daha uzun olan elektromanyetik radyasyondur. 10 ila 100 nanometre arasındaki dalga boylarına aşırı ultraviyole denir ve bazı özellikleri yumuşak X ışınlarıyla paylaşır. UV radyasyonu güneş ışığında mevcuttur ve Güneş'ten gelen toplam elektromanyetik radyasyon çıkışının yaklaşık %10'unu oluşturur. Aynı zamanda elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu ve cıva buharlı lambalar, bronzlaştırıcı lambalar ve siyah ışıklar gibi özel ışıklar tarafından da üretilir.
Ultraviyole fotonlar görünür ışıktan daha yüksek enerji seviyelerine sahiptir; tipik olarak yaklaşık 3,1 ila 12 elektron volt arasında değişir ve bu, atomik iyonizasyon için gereken minimum enerjiye yaklaşır. Uzun dalga boyundaki ultraviyole, yetersiz foton enerjisi nedeniyle iyonlaştırıcı radyasyon olarak sınıflandırılmamasına rağmen, kimyasal reaksiyonları tetikleme ve birçok maddede floresans veya fosforesansı ortaya çıkarma kapasitesine sahiptir. Pek çok pratik uygulama, özellikle kimyasal ve biyolojik etkileri içerenler, UV radyasyonunun organik moleküllerle etkileşime girme kapasitesinden kaynaklanmaktadır. Bu etkileşimler, yörünge elektronlarının moleküller içindeki yüksek enerji durumlarına uyarılmasını içerebilir ve potansiyel olarak kimyasal bağların bölünmesine yol açabilir. Tersine, daha uzun dalga boylu radyasyon öncelikle moleküllerin titreşim veya dönme durumlarını harekete geçirir, böylece sıcaklıklarını arttırır. Ancak kısa dalga ultraviyole ışık iyonlaştırıcı radyasyon oluşturur. Sonuç olarak, kısa dalga UV'nin DNA'ya zarar verdiği ve temas halinde yüzeyleri etkili bir şekilde sterilize ettiği bilinmektedir.
İnsanlar için cildin UV radyasyonuna maruz kalması genellikle güneş yanığı ve güneş yanığına neden olur ve ayrıca cilt kanseri riskini artırır. Güneş tarafından yayılan önemli miktardaki UV radyasyonu, bu ışığın çoğunluğunun Dünya atmosferi tarafından zayıflatılmaması durumunda karasal yaşamın sürdürülemez olacağını göstermektedir. Daha enerjik, daha kısa dalga boylu "ekstrem" UV, özellikle 121 nm'nin altında, atmosferik gazları o kadar yoğun bir şekilde iyonize eder ki, yere ulaşmadan önce tamamen emilir. Bununla birlikte, UV radyasyonu, özellikle UVB, insanlar da dahil olmak üzere çoğu kara omurgalısında D vitamini sentezi için çok önemlidir. Dolayısıyla UV spektrumu, yaşam açısından hem avantajlı hem de dezavantajlı etkileri kapsar.
Görünür spektrumun alt dalga boyu sınırı geleneksel olarak 400 nm olarak tanımlanır. Ultraviyole ışınlar genellikle insanlar tarafından algılanamaz olmasına rağmen, bu aralıktaki giderek kısalan dalga boyları giderek daha az görünür hale geldiğinden, 400 nm işareti mutlak bir sınırı temsil etmez. Özellikle böcekler, kuşlar ve bazı memeliler, insanların fark edebildiğinden biraz daha kısa dalga boylarını kapsayan yakın UV'yi (NUV) algılama yeteneğine sahiptir.
Görünürlük
İnsanlar genellikle ultraviyole ışınımı görsel olarak algılayamazlar. İnsan gözünün merceği, 1986'dan bu yana üretilen cerrahi olarak implante edilen merceklerle birlikte, 300-400 nm'lik yakın UV dalga boyu aralığındaki radyasyonun çoğunu zayıflatırken, daha kısa dalga boyları kornea tarafından bloke edilir. Dahası, insanlar ultraviyole ışığa karşı spesifik renk reseptör adaptasyonlarından yoksundur. Retinanın fotoreseptörleri yakın UV'ye karşı hassasiyet gösterse de, mercek bu ışığı düzgün bir şekilde odaklayamaz ve bu da UV ışık kaynaklarının bulanık algılanmasına neden olur. Afaki (lens eksikliği) hastası kişiler UV'ye yakın ışığı beyazımsı-mavi veya beyazımsı-mor olarak algılarlar. Buna karşılık, UV'ye yakın radyasyon böcekler, bazı memeliler ve bazı kuş türleri tarafından görülebilir. Kuşlar, özellikle ultraviyole ışınlar için dördüncü bir renk reseptörüne sahiptir; bu, daha fazla UV ileten oküler yapılarla birleştiğinde, daha küçük kuşlara "gerçek" UV görüşü kazandırır.
Geçmiş ve Keşif
"Ultraviyole" terimi, adını "mor ötesi" kelimesinden (Latince ultra, "ötesi" anlamına gelir) alır; mor, görünür ışık spektrumunun en yüksek frekans ucunu temsil eder. Sonuç olarak ultraviyole radyasyon, mor ışıktan daha yüksek bir frekansa ve buna bağlı olarak daha kısa bir dalga boyuna sahiptir.
Ultraviyole (UV) radyasyonun keşfi, Şubat 1801'de, Alman fizikçi Johann Wilhelm Ritter'in görünür spektrumun mor ucunun hemen ötesinde konumlanan görünmez ışınların, gümüş klorüre batırılmış kağıdı mor ışıktan daha hızlı kararttığını gözlemlemesiyle gerçekleşti. Ritter, bu bulguyu Annalen der Physik'e yazdığı kısa bir mektupta duyurdu ve daha sonra bunlardan "(de-)oksidize edici ışınlar" (Almanca: de-oxidierende Strahlen) olarak söz ederek kimyasal reaktivitelerini vurguladı ve onları, görünür spektrumun diğer ucunda geçen yıl keşfedilen "ısı ışınlarından" ayırdı. Daha basit olan "kimyasal ışınlar" terimi daha sonra benimsendi ve 19. yüzyıl boyunca yaygın olarak kaldı; ancak bunlara "titonik ışınlar" adını veren John William Draper da dahil olmak üzere bazıları, bu radyasyonun ışıktan tamamen farklı olduğunu savundu. Sonunda, "kimyasal ışınlar" ve "ısı ışınları" terimlerinin yerini sırasıyla "ultraviyole" ve "kızılötesi radyasyon" aldı. 1878'de kısa dalga boyundaki ışığın bakteriler üzerindeki sterilize edici etkisi keşfedildi. 1903 yılına gelindiğinde en etkili dalga boylarının yaklaşık 250 nm olduğu biliniyordu. Ultraviyole radyasyonun DNA üzerindeki etkisi 1960 yılında kanıtlanmıştır.
Alman fizikçi Victor Schumann, 1893 yılında dalga boyları 200 nm'nin altında olan ultraviyole radyasyonu keşfetti; atmosferik oksijen tarafından güçlü bir şekilde emilmesi nedeniyle buna "vakum ultraviyole" adı verildi. UV'nin UVA, UVB ve UVC'ye bölünmesine, 17 Ağustos 1932'de Kopenhag'daki Christiansborg Kalesi'nde düzenlenen İkinci Uluslararası Işık Kongresi komitesi tarafından oybirliğiyle karar verildi.
Alt türler
Genel olarak 10-400 nanometre olarak tanımlanan ultraviyole radyasyonun (UVR) elektromanyetik spektrumu, ISO standardı ISO 21348 tarafından önerildiği gibi çeşitli aralığa ayrılabilir:
UV spektrumunun farklı kısımlarındaki uygulamalar için çeşitli katı hal ve vakum cihazları araştırılmıştır. Pek çok yaklaşım, görünür ışık algılayan cihazları uyarlamayı amaçlamaktadır; ancak bunlar görünür ışığa ve çeşitli kararsızlıklara karşı istenmeyen tepkiler sergileyebilir. Ultraviyole radyasyon, UV spektrumunun belirli bölgelerine duyarlılık için uyarlanabilen uygun fotodiyotlar ve fotokatotlar tarafından tespit edilebilir. Hassas UV fotoçoğaltıcıları da mevcuttur. Spektrometreler ve radyometreler, UV radyasyonunun ölçümü için tasarlanmıştır ve tüm spektrumda silikon dedektörler kullanılır.
Vakum ultraviyole
200 nm'den kısa olan vakumlu ultraviyole (VUV) dalga boyları, havadaki moleküler oksijen tarafından güçlü bir şekilde emilir; ancak daha uzun dalga boyları, özellikle 150-200 nm civarında olanlar nitrojen boyunca yayılabilir. Sonuç olarak, bilimsel cihazlar oksijensiz bir atmosferde (örneğin saf nitrojen veya daha kısa dalga boyları için argon) çalışarak bu spektral aralığı kullanabilir, böylece pahalı vakum odalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir. Önemli örnekler arasında yarı iletken üretiminde kullanılan 193 nm fotolitografi ekipmanı ve dairesel dikroizm spektrometreleri yer alır.
On yıllar boyunca VUV enstrümantasyon teknolojisi büyük ölçüde güneş astronomisi tarafından yönlendirildi. VUV'yi kirleten istenmeyen görünür ışığı ortadan kaldırmak için optikler kullanılabilirken, dedektörler genellikle VUV olmayan radyasyona verdikleri tepkilerle sınırlıdır; dolayısıyla güneşi kör eden cihazların geliştirilmesi önemli bir araştırma alanı oluşturmuştur. Geniş aralıklı katı hal cihazları veya yüksek kesimli fotokatotlarla donatılmış vakum cihazları, silikon diyotlara kıyasla avantajlar sunabilir.
Aşırı ultraviyole
Aşırı UV (EUV veya bazen XUV), maddeyle etkileşiminin fiziğindeki bir geçişle karakterize edilir. Yaklaşık 30 nm'den daha uzun dalga boyları öncelikle atomların dış değerlik elektronları ile etkileşime girerken, daha kısa dalga boyları ağırlıklı olarak iç kabuk elektronları ve çekirdekleri ile etkileşime girer. EUV spektrumunun uzun ucu, 30,4 nm'de belirgin bir He+ spektral çizgisi ile tanımlanır. 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 görüntülemeye yönelik teleskopların yapımında kullanıldı.
Sert ve yumuşak ultraviyole
Bazı kaynaklar "sert UV" ve "yumuşak UV" arasındaki ayrımı kullanır. Örneğin astrofizikte sınır noktası, 91,2 nm'lik bir dalga boyu olan Lyman sınırı ile tanımlanabilir; bu, bir hidrojen atomunun temel durumundaki iyonizasyon enerjisine karşılık gelir; burada "sert UV", daha enerjik radyasyon anlamına gelir. Bu terimler aynı zamanda kozmetoloji ve optoelektronik dahil olmak üzere çeşitli disiplinlerde de kullanılmaktadır. Bununla birlikte, sert ve yumuşak UV'yi ayırt eden kesin sayısal eşikler, yakından ilişkili bilimsel alanlarda bile sıklıkla farklılık gösterir; örneğin uygulamalı bir fizik yayını, bu UV bölgelerini tanımlamak için 190 nm'de bir sınır belirledi.
Güneş Ultraviyole
Aşırı yüksek sıcaklıktaki nesneler ultraviyole (UV) radyasyon yayar. Güneş'in emisyon spektrumu, yaklaşık 10 nm'de X ışınlarına dönüşen aşırı ultraviyole aralığına kadar uzanan, tüm dalga boylarındaki ultraviyole radyasyonu kapsar. O ve B tipi yıldızlar gibi olağanüstü yüksek sıcaklıklara sahip yıldızlar, Güneş'e kıyasla daha büyük oranda UV radyasyonu yayarlar. Uzaydaki güneş radyasyonu, Dünya atmosferinin üst kısmında ölçülen, yaklaşık %50 kızılötesi ışık, %40 görünür ışık ve %10 ultraviyole ışıktan oluşur ve vakumda yaklaşık 1400 W/m2 toplam yoğunluk sağlar.
Dünya atmosferi, Güneş zirvedeyken güneş UV radyasyonunun yaklaşık %77'sini zayıflatır ve daha kısa UV dalga boyları için emilim verimliliği artar. Zemin seviyesinde, zirve güneş koşulları altında güneş ışığının %44'ü görünür ışık, %3'ü ultraviyole ışınımı ve geri kalan kısmı kızılötesi ışınımdan oluşur. Dünya yüzeyine ulaşan ultraviyole radyasyon ağırlıklı olarak (%95'in üzerinde) daha uzun UVA dalga boylarından oluşur ve küçük bir kısmı UVB'dir. Neredeyse hiçbir UVC radyasyonu Dünya yüzeyine nüfuz etmez. Atmosferden geçen UVA ve UVB'nin oranı, bulut örtüsünden ve mevcut atmosferik koşullardan önemli ölçüde etkilenir. Kısmen bulutlu dönemlerde, bulutlar arasındaki görünür mavi gökyüzü parçaları da görünür mavi ışığın üretimine benzer şekilde Rayleigh saçılımı yoluyla üretilen dağınık UVA ve UVB'ye katkıda bulunur. Ayrıca UVB radyasyonu çok sayıda bitki hormonunu etkileyerek bitki gelişimini önemli ölçüde etkiler. Toplam bulutlu koşullar altında bulut kalınlığı ve coğrafi enlem, emilimin boyutunu kritik bir şekilde belirler, ancak belirli bulut kalınlığı ile UVA/UVB emilimi arasındaki kesin korelasyonlar tanımlanmamış olarak kalır.
UVC'nin daha kısa dalga boyları, daha da enerjik güneş UV radyasyonuyla birlikte atmosferik oksijen tarafından emilir ve ozon tabakası içinde ozon oluşumunu başlatır. Bu işlem, dioksijenin UV fotoliziyle üretilen tek oksijen atomlarının daha sonra ilave dioksijen molekülleriyle reaksiyona girmesiyle meydana gelir. Ozon tabakası, UVB radyasyonunun çoğunu ve alt atmosferdeki moleküler oksijen tarafından halihazırda emilmeyen kalan UVC'yi zayıflatmada çok önemli bir rol oynar.
Engelleyiciler, Emiciler ve Pencereler
Ultraviyole emiciler, gelen UV radyasyonunu emerek UV'nin neden olduğu bozulmayı (foto-oksidasyon) azaltmak için polimerler ve boyalar gibi organik malzemelere katılan moleküler bileşiklerdir. Bu emiciler zamanla bozulmaya karşı hassastır ve çevresel hava koşullarına maruz kalan malzemelerdeki konsantrasyonlarının düzenli olarak izlenmesini gerektirir.
Güneş koruyucu formülasyonlarda, avobenzon, oksibenzon ve oktil metoksisinnamat gibi organik kimyasal bileşikler, UVA/UVB radyasyonunu zayıflatarak UV emiciler veya "blokörler" olarak işlev görür. Bu organik bileşikler, titanyum dioksit ve çinko oksit gibi maddeleri içeren inorganik UV emicilerden veya "blokörlerden" farklıdır.
Tekstil ürünleri için Ultraviyole Koruma Faktörü (UPF), güneşten koruyucular için kullanılan Güneş Koruma Faktörüne (SPF) benzer şekilde, korumasız cilt yoluyla iletilen güneş yanığına neden olan UV radyasyonunun kumaş tarafından korunan cilde oranını ölçer. Tipik yazlık kumaşların UPF değerleri 6 civarındadır, bu da gelen UV radyasyonunun yaklaşık %20'sinin bunlara nüfuz edebileceğini gösterir.
Askıda bulunan nanopartiküllerin vitray içine dahil edilmesi, UV radyasyonunun görüntünün renklerini değiştiren kimyasal reaksiyonlara neden olmasını engeller. Sonuç olarak, 2019 ESA Mars gezici misyonunun renkli kameralarının kalibre edilmesinde bir dizi vitray renk referans çipinin kullanılması planlanıyor ve Mars yüzeyinde yaygın olan yoğun UV radyasyonuna rağmen solmaya karşı dirençlerinden yararlanılıyor.
Pencere camı gibi yaygın olarak kullanılan soda-kireç camı, UVA radyasyonuna karşı kısmi şeffaflık gösterir ancak daha kısa dalga boylarına karşı opaktır; özellikle 350 nm'nin üzerinde ışığın yaklaşık %90'ının iletilmesine izin verirken, 300 nm'nin altındaki ışığın %90'ından fazlasını engeller. Araştırmalar, otomotiv pencerelerinin genellikle ortamdaki UV radyasyonunun %3-4'ünün, özellikle de 380 nm'yi aşan dalga boylarında nüfuz etmesine izin verdiğini gösteriyor. Bunun tersine, bazı özel araba camı türleri, 335 nm'nin üzerindeki UV iletimini önemli ölçüde azaltabilir. Erimiş kuvars, derecesine bağlı olarak, vakumlu UV dalga boylarında bile şeffaflığı koruyabilir. Kristal kuvars ve CaF2 ve MgF2 dahil olmak üzere belirli kristaller, 150 nm veya 160 nm dalga boylarına kadar etkili iletim gösterir.
Yaklaşık %9 nikel(II) oksit içeren koyu mor-mavi baryum-sodyum silikat camı olan Wood's camı, görünür ışığı engelleyerek gizli iletişimi kolaylaştırmak için Birinci Dünya Savaşı sırasında geliştirildi. Bu malzeme, 320 nm ila 400 nm aralığındaki şeffaflığının yanı sıra daha uzun kızılötesi ve yakın görünür kırmızı dalga boyları nedeniyle hem kızılötesi gün ışığı hem de ultraviyole gece iletişimine olanak sağlar. En yüksek UV iletimi, cıva lambalarının yaydığı karakteristik bir dalga boyu olan 365 nm'de gerçekleşir.
Yapay Kaynaklar
Siyah Işıklar
Bir siyah ışık lambası, minimum düzeyde görünür ışık üretirken öncelikle uzun dalga UVA radyasyonu yayar. Floresan siyah ışık lambaları, geleneksel floresan lambalara benzer prensiplerle çalışır, ancak iç tüp yüzeyinde görünür ışık yerine UVA radyasyonu üreten özel bir fosfor kaplama içerir. Bazı lambalarda, dalga boyları 400 nanometreyi aşan neredeyse tüm görünür ışığı etkili bir şekilde engelleyen, koyu mavimsi-mor Wood'un cam optik filtresi kullanılır. Bu tüplerden yayılan karakteristik mor parlaklık, ultraviyole radyasyonun kendisi değil, daha ziyade, filtre kaplamasını atlayan, cıvanın 404 nm spektral çizgisinden kaynaklanan görünür mor ışıktır. Bunun tersine, diğer siyah ışık tasarımlarında daha pahalı olan Wood's camı yerine standart cam kullanılır ve bu da çalışma sırasında açık mavi bir görünüme neden olur.
Ampulün kabuğunda görünür ışığı absorbe edecek şekilde tasarlanmış bir filtre kaplamasına sahip akkor siyah ışıklar da üretilmektedir. Daha ekonomik olmasına rağmen bu lambalar son derece verimsizdir ve güçlerinin yalnızca çok küçük bir kısmını UV radyasyonuna dönüştürürler. 1 kW'a kadar güçlerde mevcut olan ve UV yayan fosfor ve Wood's cam kaplamayla donatılmış cıva buharlı siyah ışıklar genellikle tiyatro ve konser prodüksiyonlarında kullanılır.
Siyah ışıklar, dışarıdan görünür ışığın varlığının en aza indirilmesi gereken senaryolarda, öncelikle floresansın (UV ışığına maruz kaldığında çeşitli maddeler tarafından sergilenen karakteristik renkli emisyon) gözlemlenmesi için uygulama alanı bulur. Ayrıca UVA/UVB radyasyonu yayan ampuller, tabaklama ve sürüngen yetiştiriciliği gibi özel amaçlar için pazarlanmaktadır.
Cıva-Buharlı Lambalar
Cıva ve argon içeren erimiş kuvars tüplerden yapılan cıva buharlı lambalar, bir miktar görünür ışığın yanı sıra 253,7 nm ve 185 nm'de UVC bandı içinde iki ayrı tepe ile karakterize edilen ultraviyole ışık yayar. Bu lambaların ürettiği UV radyasyonunun önemli bir kısmı, özellikle de %85 ila %90'ı 253,7 nm'de meydana gelir ve bu da onu antiseptik bir madde olarak oldukça etkili kılar. Ayrıca bu lambalar, ozon oluşumunda etkili olan ve ek antiseptik özelliklere katkıda bulunan 185 nm'de UV üretir. Bu tür tüpler, standart bir floresan lamba tüpünün iki ila üç katı UVC güç çıkışına sahiptir. Bu düşük basınçlı lambalar tipik olarak yaklaşık %30-40'lık bir verimlilik sergiler; bu da tüketilen her 100 watt elektrik gücü için yaklaşık 30-40 watt toplam UV çıkışı ürettikleri anlamına gelir. Ayrıca cıvanın diğer spektral çizgilerine atfedilebilen mavimsi beyaz görünür bir ışık da yayarlar. Bu "mikrop öldürücü" lambalar, laboratuvar ortamlarında ve gıda işleme endüstrilerinde yüzey dezenfeksiyonu için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Akkor Lambalar
Görünür ışığın çoğunu emecek şekilde tasarlanmış bir filtre kaplamasıyla donatılmış bir akkor ampulden oluşan 'Siyah ışıklı' akkor lambalar da üretilmektedir. Erimiş kuvars zarflara sahip halojen lambalar, belirli bilimsel cihazlarda UV'ye yakın aralıkta (400 ila 300 nm) ekonomik UV ışık kaynakları olarak hizmet eder. Siyah cisim spektrumu nedeniyle, filamanlı bir ampul oldukça verimsiz bir ultraviyole kaynağı oluşturur ve enerjisinin yalnızca çok küçük bir kısmını UV radyasyonuna dönüştürür; bu, kara cisim radyasyonunun ilkeleriyle açıklanan bir özelliktir.
Gaz Deşarjlı Lambalar
Çeşitli gazlar içeren özel UV gaz deşarj lambaları, bilimsel uygulamalar için belirli spektral çizgilerde UV radyasyonu üretir. Argon ve döteryum ark lambaları, penceresiz konfigürasyonlarda veya magnezyum florür gibi çeşitli pencere malzemeleriyle birlikte bulunabilen kararlı radyasyon kaynakları olarak sıklıkla kullanılır. Bu lambalar genellikle kimyasal analiz için kullanılan UV spektroskopi ekipmanında emisyon kaynağı olarak kullanılır.
Daha sürekli emisyon spektrumları sergileyen ek ultraviyole (UV) kaynakları, sıklıkla güneş ışığı simülatörleri olarak kullanılan ksenon ark lambalarını, ayrıca döteryum ark lambalarını, cıva-ksenon ark lambalarını ve metal halojenür ark lambalarını kapsar.
2000'li yılların başında tanıtılan bir ultraviyole (UV) kaynağı olan excimer lamba, bilimsel disiplinler içerisinde giderek daha fazla benimsenmektedir. Avantajları arasında yüksek yoğunluk, üstün verimlilik ve vakumlu ultraviyole spektrumuna kadar uzanan çeşitli dalga boyu bantlarında çalışma kapasitesi yer alır.
Ultraviyole Işık Yayan Diyotlar (LED'ler)
Işık yayan diyotlar (LED'ler), ultraviyole spektrumu dahilinde radyasyon yayacak şekilde tasarlanabilir. 2019 yılına gelindiğinde, önceki beş yıldaki önemli ilerleme, 365 nm ve daha uzun dalga boylarına sahip ve 1,0 W çıkışta %50 verimliliğe ulaşan UVA LED'lerin kullanılabilirliğine yol açtı. Şu anda baskın UV LED türleri, her ikisi de UVA spektrumuna giren 395 nm ve 365 nm dalga boylarında çalışmaktadır. Nominal dalga boyu emisyonun en yüksek noktasını belirtirken bu LED'ler aynı zamanda hem daha yüksek hem de daha düşük dalga boylarında ışık üretir.
Daha ekonomik ve yaygın olan 395 nm UV LED'ler görünür spektruma daha yakın konumlandırılır ve dolayısıyla mor bir renk tonu yayar. Bunun tersine, ultraviyole spektrumunun daha derinlerine konumlandırılan diğer UV LED'ler önemli ölçüde daha az görünür ışık üretir. Bu diyotlar, UV kürleme, tablolar veya oyuncaklar gibi fosforlu nesnelerin etkinleştirilmesi ve sahte para birimi ile biyolojik sıvıların tespit edilmesi için aydınlatma görevi görme gibi çeşitli uygulamalarda kullanım alanı bulmaktadır. Ayrıca UV LED'ler dijital baskı süreçlerine ve inert UV kürleme ortamlarına entegre edilir. 2000'li yılların başlarından bu yana, teknolojik gelişmeler bunların verimini ve verimliliğini arttırdı ve kürleme uygulamaları için geleneksel UV lambalarına giderek daha uygun alternatifler haline geldi. Sonuç olarak, yüksek yoğunluklu kullanımlara yönelik yeni UV LED kürleme sistemlerinin geliştirilmesi, UV kürleme teknolojisi içerisinde önemli bir araştırma alanı oluşturmaktadır.
UVC LED'ler hızlı bir gelişme göstermektedir; ancak dezenfeksiyondaki etkinlikleri test yoluyla doğrulamayı gerektirebilir. Geniş alan dezenfeksiyonuna ilişkin referanslar tipik olarak LED olmayan UV kaynaklarına, özellikle antiseptik lambalara ilişkindir. Ayrıca UVC LED'ler, sıvı kromatografi cihazlarındaki döteryum lambalarının yerini alarak hat kaynağı olarak görev yapar.
Ultraviyole Lazerler
Gaz lazerleri, lazer diyotları ve katı hal lazerleri, ultraviyole radyasyon yayacak şekilde tasarlanabilir ve mevcut lazerler tüm UV spektrumunu kapsar. Nitrojen gazı lazeri, nitrojen moleküllerinin elektronik olarak uyarılması yoluyla ağırlıklı olarak bir UV ışını üretir ve en yoğun ultraviyole çizgileri 337,1 nm ve 357,6 nm dalga boylarında meydana gelir. Excimer lazerler, ultraviyole ve vakumlu ultraviyole dalga boyu aralıklarında emisyonları için yaygın olarak kullanılan, yüksek güçlü gaz lazerlerinin başka bir kategorisini temsil eder. Şu anda, 193 nm'de çalışan UV argon-florür excimer lazerleri, fotolitografi yoluyla entegre devre üretiminde rutin olarak kullanılmaktadır. Tutarlı UV üretimi için mevcut dalga boyu sınırı, Ar2* excimer lazerin bir özelliği olan yaklaşık 126 nm'dir.
Doğrudan UV yayan lazer diyotlara 375 nm'de ticari olarak erişilebilir. UV diyot pompalı katı hal lazerlerin gelişimi, 1990'larda Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda öncülük edilen bir teknik olan seryum katkılı lityum stronsiyum alüminyum florür kristalleri (Ce:LiSAF) kullanılarak gösterilmiştir. Diyot pompalı katı hal lazerleri ticari olarak 325 nm'den daha kısa dalga boyları üretebilir. Ayrıca, ultraviyole lazerler, frekans dönüşümünün düşük frekanslı lazerlere uygulanması yoluyla üretilebilir.
Ultraviyole lazerler, endüstri (ör. lazer gravür), tıp (ör. dermatoloji ve keratektomi), kimya (ör. MALDI), boş alan optik iletişimi, bilgi işlem (ör. optik depolama) ve entegre devrelerin imalatı dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde uygulama alanı bulur.
Ayarlanabilir Vakumlu Ultraviyole (VUV)
100-200 nm'yi kapsayan vakum ultraviyole (V-UV) bandı, iki veya daha fazla uzun dalga boylu lazerin toplam veya fark frekans karışımı kullanılarak gazlarda doğrusal olmayan dört dalgalı karıştırma yoluyla üretilebilir. Bu oluşum tipik olarak 193 nm yakınında iki foton rezonansı sergileyen kripton veya hidrojen gibi gazlarda veya magnezyum gibi metal buharlarında meydana gelir. Bileşen lazerlerden birinin ayarlanabilir hale getirilmesiyle V-UV çıkışı da ayarlanabilir. Lazerlerden biri gaz veya buhar içindeki bir geçişle rezonansa girdiğinde V-UV üretimi artar. Bununla birlikte, bu tür rezonanslar aynı zamanda dalga boyu dağılımını da indükler ve bu da sonuç olarak dört dalgalı karıştırma işleminin ayarlanabilir aralığını kısıtlayabilir. Fark frekansı karışımı (yani, f§34§ + f§78§ − f§1112§), faz eşleştirme özellikleri daha geniş bir ayar aralığını kolaylaştırabildiğinden toplam frekans karışımına göre bir avantaj sunar.
Özellikle, bir ArF (193 nm) excimer lazerden gelen iki fotonun, hidrojen veya kripton içindeki ayarlanabilir görünür veya yakın kızılötesi lazerle fark frekanslı karışımı, 100 nm ila 200 nm arasında rezonans açısından geliştirilmiş ayarlanabilir V-UV radyasyonu üretir. Bununla birlikte, lityum florür kesme dalga boyunun ötesinde uygun gaz/buhar hücresi pencere malzemelerinin bulunmaması, ayarlama aralığını yaklaşık 110 nm'den daha büyük dalga boylarıyla sınırlandırır. Penceresiz konfigürasyonlar kullanılarak 75 nm kadar düşük ayarlanabilir V-UV dalga boylarına ulaşıldı.
Aşırı Ultraviyole Radyasyonun Plazma ve Sinkrotron Kaynakları
Lazerler, aşırı ultraviyole litografide kullanılan, 13,5 nm'de tutarlı olmayan aşırı ultraviyole (E-UV) radyasyonu dolaylı olarak üretmek için kullanılmıştır. Bu E-UV radyasyonu doğrudan lazer tarafından yayılmaz, ancak bir excimer lazer tarafından uyarılan aşırı sıcak kalay veya ksenon plazmasındaki elektron geçişlerinden kaynaklanır. Bu yöntem, X-ışını spektrumunun çevresinde UV radyasyonu üretmeye devam ederken bir sinkrotron ihtiyacını ortadan kaldırır. Ayrıca sinkrotron ışık kaynakları, UV ve X-ışını spektrumları arasındaki 10 nm sınırındakiler de dahil olmak üzere tüm UV dalga boylarını üretme kapasitesine sahiptir.
İnsan Sağlığına Etkileri
Ultraviyole radyasyonun insan sağlığı üzerindeki etkisi, güneşe maruz kalmanın hem risklerini hem de faydalarını anlamak açısından önemlidir ve aynı zamanda floresan lambalar ve sağlıkla ilgili endişelerle de ilgilidir. Güneşe aşırı maruz kalmak zararlı olsa da orta derecede güneşe maruz kalmak faydalı etkiler sağlar.
Faydalı Sonuçlar
Ultraviyole radyasyon, özellikle UVB, vücudun fizyolojik fonksiyon için hayati önem taşıyan D vitamini üretimini uyarır. İnsanların yeterli D vitamini seviyelerini korumak için belirli bir düzeyde UV radyasyonuna maruz kalmaları gerekir. Dünya Sağlık Örgütü'ne göre:
Hiç şüphe yok ki biraz güneş ışığı sizin için iyidir! Ancak yaz aylarında ellerin, yüzün ve kolların haftada iki ila üç kez 5 ila 15 dakika güneşe maruz kalması, D vitamini seviyenizi yüksek tutmak için yeterlidir.
D vitamini ayrıca diyetle alım ve takviye yoluyla da elde edilebilir. Tam tersine, güneşe aşırı maruz kalmak zararlı etkilere yol açar.
Dermatolojik Uygulamalar
Ultraviyole radyasyon aynı zamanda bazı dermatolojik rahatsızlıkların tedavisinde de kullanılmaktadır. Modern fototerapinin sedef hastalığı, egzama, sarılık, vitiligo, atopik dermatit ve lokalize sklerodermanın tedavisinde etkili olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, UV radyasyonunun, özellikle UVB radyasyonunun, en yaygın cilt hücresi türü olan keratinositlerde hücre döngüsü durmasını tetiklediği bilinmektedir. Sonuç olarak, güneş ışığı terapisi, cilt hücrelerinin hızlanmış veya aşırı bölünme gösterdiği sedef hastalığı ve eksfolyatif keilit gibi durumlar için potansiyel bir terapötik yaklaşımı temsil eder.
Zararlı Etkiler
İnsanlarda ultraviyole radyasyona aşırı maruz kalma, oküler diyoptrik sistem ve retina üzerinde akut ve kronik zararlı etkilere yol açabilir. Risk yüksek irtifalarda artar ve kar örtüsünün yaz başlarına kadar devam ettiği ve güneş zirvesi açılarının düşük kaldığı yüksek enlem bölgelerinde yaşayan kişiler özellikle risk altındadır. Ayrıca cilt, sirkadiyen sistem ve bağışıklık sistemi de olumsuz etkilenebilir.
Çeşitli ışık dalga boylarının insan korneası ve cildi üzerindeki farklı etkilerine "eritem etki spektrumu" denir. Bu etki spektrumu, UVA'nın anında bir reaksiyon ortaya çıkarmamasına rağmen, UV radyasyonunun, 315 nm'de UVB bandının başlangıcına yakın dalga boylarında başlayan ve 300 nm'ye doğru hızla yoğunlaşan dalga boylarında fotokeratit ve cilt eritemini (daha açık tenli bireylerde daha fazla hassasiyet sergileyerek) başlattığını gösterir. Cilt ve gözler, alt UVC bandına giren 265-275 nm'de UV hasarına karşı en yüksek hassasiyeti gösterir. Aşamalı olarak kısalan UV dalga boylarında hasar devam eder, ancak minimum atmosferik nüfuz nedeniyle açık belirtiler daha az belirgindir. WHO standardı ultraviyole indeksi, belirli bir zaman ve konumdaki eylem spektrumu etkilerine göre UV maruziyetini ağırlıklandırarak, insan cildindeki güneş yanığından sorumlu UV dalga boylarının kümülatif yoğunluğunu ölçen, yaygın olarak kullanılan bir ölçümdür. Bu standart, güneş yanığı vakalarının çoğunluğunun, UVA ve UVB bant arayüzüne yakın dalga boylarındaki UV radyasyonuna atfedilebileceğini ortaya koymaktadır.
Deri Hasarı
UVB radyasyonuna aşırı maruz kalmak yalnızca güneş yanığına değil aynı zamanda bazı kutanöz malignite türlerine de yol açabilir. Bununla birlikte, eritem ve oküler tahrişin boyutu (büyük ölçüde UVA tarafından tetiklenmeyen), ultraviyole radyasyonun neden olduğu doğrudan DNA hasarını yansıtmasına rağmen, UV'ye maruz kalmanın uzun vadeli sonuçlarını güvenilir bir şekilde öngöremez.
Tüm ultraviyole radyasyon bantları, kollajen liflerinde hasara neden olur ve dermal yaşlanmayı hızlandırır. Hem UVA hem de UVB, ciltteki A vitaminini tüketerek potansiyel olarak ek hücresel hasara yol açar.
UVB radyasyonu doğrudan DNA hasarına neden olabilir. Kanserle kurulan bu bağlantı, ozon tabakasının incelmesi ve ozon deliğinin oluşumuyla ilgili önemli bir endişe oluşturmaktadır.
Cilt kanserinin en öldürücü türü olan melanom, öncelikle UVA radyasyonundan farklı DNA hasarından kaynaklanır ve tüm melanom vakalarının %92'sinde doğrudan UV imza mutasyonunun bulunmamasıyla kanıtlanır. Seyrek, yoğun aşırı maruz kalma ve güneş yanığı muhtemelen melanom gelişimi için uzun süreli, orta derecede maruz kalmaya göre daha büyük bir risk oluşturur. Ultraviyole radyasyonun en yüksek enerjili ve en tehlikeli türü olarak tanımlanan UVC, hem mutajenik hem de kanserojen olabilecek zararlı etkilere neden olur.
Tarihsel olarak UVA, UVB'ye göre ya zararsız ya da daha az zararlı olarak algılanıyordu; ancak mevcut anlayış, reaktif oksijen türleri gibi serbest radikallerin aracılık ettiği dolaylı DNA hasarı yoluyla cilt kanserine katkısı olduğunu göstermektedir. UVA radyasyonu, daha sonra DNA hasarına neden olan hidroksil ve oksijen radikalleri dahil olmak üzere oldukça reaktif kimyasal ara ürünler üretebilir. UVA'nın ciltte neden olduğu dolaylı DNA hasarı ağırlıklı olarak tek sarmallı kırılmaları içerirken, UVB'nin neden olduğu hasar doğrudan timin veya sitozin dimerlerinin oluşumunu ve çift sarmallı DNA kırılmasını kapsar. Ayrıca UVA, güneş ışığına maruz kalmanın bağışıklık sistemini baskılayıcı etkisinin önemli bir kısmını oluşturan sistemik bağışıklık baskılayıcı etkiler gösterir ve ciltteki bazal hücre keratinositleri için mutajeniktir.
UVB fotonları doğrudan DNA hasarına yol açabilir. Spesifik olarak, UVB radyasyonu dermal hücreler içindeki DNA moleküllerini harekete geçirerek, bitişik pirimidin bazları arasında anormal kovalent bağların oluşmasına yol açarak bir dimer oluşturur. DNA'daki UV kaynaklı pirimidin dimerlerinin çoğunluğu daha sonra yaklaşık 30 farklı proteini içeren bir işlem olan nükleotid eksizyon onarımı yoluyla elimine edilir. Bu onarım mekanizmasından kaçan pirimidin dimerleri, programlanmış hücre ölümünü (apoptoz) tetikleyebilir veya DNA replikasyon hatalarını indükleyerek sonuçta mutasyonlara neden olabilir.
UVB radyasyonu, mRNA'da hasara neden olarak kutanöz inflamasyon ve güneş yanığına yol açan hızlı bir yolu başlatır. Başlangıçta mRNA hasarı, ribotoksik stres tepkisinin özelliği olan ZAK-alfa proteininin aracılık ettiği bir ribozomal tepkiyi tetikler. Bu mekanizma hücresel bir gözetleme sistemi işlevi görmektedir. Daha sonra RNA hasarının tespiti, inflamatuar sinyallemeye ve bağışıklık hücrelerinin toplanmasına yol açar. Bu süreç, DNA hasarının daha yavaş tespit edilmesinden ziyade, UVB'nin neden olduğu cilt iltihabından ve akut güneş yanığından sorumludur.
Cilt tipine göre değişen orta düzey UV radyasyonuna tepki olarak cilt, genellikle güneş bronzluğu olarak adlandırılan bir olgu olan kahverengi pigment melanin üretimini artırır. Melanin'in birincil işlevi, UV radyasyonunu absorbe etmek ve emilen enerjiyi zararsız ısı olarak dağıtmak, böylece cildi hem doğrudan hem de dolaylı UV kaynaklı DNA hasarından korumaktır. UVA'ya maruz kalma, mevcut melaninin oksitlenmesi ve melanositlerden salınmasının uyarılmasıyla elde edilen, birkaç gün süren hızlı, geçici bir bronzluk ile sonuçlanır. Tersine, UVB'ye maruz kalma, vücutta ilave melanin sentezini uyardığından, genellikle ortaya çıkması yaklaşık iki gün süren bir bronzluğu ortaya çıkarır.
Güneş koruyucu formülasyonların güvenliği devam eden bir tartışma konusudur.
Tıbbi yetkililer, hastaların güneş koruyucu uygulanması yoluyla UV radyasyonuna karşı korunmasını savunmaktadır. Araştırmalar beş spesifik güneş koruyucu bileşenin fare modellerinde cilt tümörlerine karşı koruma sağladığını göstermiştir. Bununla birlikte, bazı güneş koruyucu kimyasallar, canlı hücrelerin bulunduğu ortamda ışığa maruz kaldıklarında potansiyel olarak zararlı maddeler üretebilmektedir. Daha derin dermal katmanlara emilen güneş kremi miktarı, hücresel hasarı tetiklemek için yeterli olabilir.
Güneş kremi, UVB radyasyonunu engelleyerek güneş yanığından sorumlu olan doğrudan DNA hasarını azaltır ve standart SPF derecesi bu engellemenin etkinliğini ölçer. Sonuç olarak SPF, "UVB koruma faktörü" anlamına gelen UVB-PF olarak da anılır. Ancak bu derecelendirme, öncelikle güneş yanığına neden olmasa da dolaylı DNA hasarına neden olması ve kanserojen olarak sınıflandırılması nedeniyle zararlı olmaya devam eden UVA'ya karşı önemli koruma hakkında hiçbir bilgi sağlamaz. Çok sayıda araştırma, UVA filtrelerinin eksikliğinin, güneş kremi kullananlar arasında, kullanmayanlara kıyasla gözlemlenen yüksek melanom vakasından sorumlu olabileceğini öne sürüyor. Bazı güneş koruyucu formülasyonlar, UVA ışın korumasına katkıda bulunan titanyum dioksit, çinko oksit ve avobenzon içerir.
Melanin'in fotokimyasal özellikleri, onun olağanüstü bir ışık koruyucu olduğunu kanıtlıyor. Bunun tersine, güneşten koruyucu bileşikler, uyarılmış hal enerjisini dağıtmada melaninden daha az etkilidir. Sonuç olarak, eğer güneşten koruyucu bileşenler daha derin dermal katmanlara nüfuz ederse reaktif oksijen türlerinde artış potansiyeli vardır. Stratum korneum'a nüfuz eden güneş kremi miktarı, hücresel hasarı tetiklemek için yeterli olabilir veya olmayabilir.
Hanson ve diğerleri tarafından 2006'da yapılan bir çalışma. hem tedavi edilmemiş hem de güneş koruyucu ile tedavi edilmiş ciltte ölçülmüş zararlı reaktif oksijen türleri (ROS). İlk 20 dakika boyunca güneşten koruyucu film koruyucu bir etki göstererek ROS sayısının azalmasına neden oldu. Bununla birlikte, 60 dakika sonra emilen güneş koruyucu konsantrasyonu, tedavi edilmemiş ciltle karşılaştırıldığında tedavi edilen ciltte daha yüksek bir ROS seviyesine neden olacak kadar yükseldi. Bu araştırma, güneş koruyucunun iki saat içinde yeniden uygulanmasının, ultraviyole ışığın güneş koruyucunun nüfuz ettiği canlı cilt hücrelerine ulaşmasını önlemek için çok önemli olduğunu öne sürüyor.
Belirli Dermatolojik Durumların Alevlenmesi
Ultraviyole radyasyon, sistemik lupus eritematozus, Sjögren sendromu, Sinear Usher sendromu, rosacea, dermatomiyozit, Darier hastalığı, Kindler-Weary sendromu ve porokeratoz gibi çok sayıda dermatolojik durumu ve hastalığı alevlendirme potansiyeline sahiptir.
Göz Bozukluğu
İnsan gözü, alt UVC bandında, özellikle 265 ile 275 nm arasında ultraviyole hasarına karşı en yüksek duyarlılığı sergiler. Bu dalga boyundaki güneş radyasyonu Dünya yüzeyinde büyük ölçüde bulunmazken, ark kaynağında kullanılan elektrik arkları gibi yapay kaynaklar tarafından üretiliyor. Bu tür kaynaklara korunmasız maruz kalma, "kaynakçı parlaması" veya "ark gözü"ne (fotokeratit) neden olabilir ve potansiyel olarak katarakt, pterjiyum ve pinguekula gelişimine yol açabilir. Ayrıca, 310 ila 280 nm arasında değişen solar UVB radyasyonu, kornea, mercek ve retinaya kadar uzanan potansiyel hasarla birlikte fotokeratite ("kar körlüğü") de neden olabilir.
Ultraviyole radyasyona maruz kalan kişiler koruyucu gözlüklerden önemli ölçüde yararlanır. Işığın gözlere yanlardan erişebildiği göz önüne alındığında, yüksek irtifada dağcılık gibi yüksek maruz kalma riski içeren durumlarda kapsamlı göz koruması genellikle tavsiye edilir. Dağcılar, atmosferik filtrelemenin azalması ve kar ve buzdan artan yansıma nedeniyle alışılmadık derecede yüksek düzeyde UV radyasyonuyla karşı karşıya kalıyor. Standart, işlenmemiş gözlükler bir dereceye kadar koruma sağlar. Çoğu plastik mercek, cam merceklere kıyasla üstün koruma sağlar; bunun başlıca nedeni, camın UVA'ya karşı geçirgen olmasıdır, oysa mercekler için kullanılan yaygın akrilik plastikler daha düşük geçirgenlik gösterir. Polikarbonat da dahil olmak üzere belirli plastik mercek malzemeleri UV radyasyonunun çoğunu doğal olarak engeller.
Polimerlerin, Pigmentlerin ve Boyaların Bozulması
Ultraviyole (UV) bozunması, güneş ışınımına maruz kalan plastikleri etkileyen belirli bir tür polimer bozunmasını temsil eder. Bu olay, renk bozulması, solma, çatlama, mekanik mukavemetin azalması veya malzemenin parçalanması olarak kendini gösterir. Bu etkilerin şiddeti, maruz kalma süresi uzadıkça ve güneş ışığı yoğunluğu arttıkça artar. UV emicilerin kullanılması bu zararlı sonuçları hafifletebilir.
UV bozunmasına duyarlı polimerler, termoplastikleri ve aramidler gibi özel elyafları kapsar. UV radyasyonunun emilmesi zincir bozulmasını başlatır, bu da polimerin moleküler yapısındaki hassas bölgelerde mukavemetin azalmasına neden olur. Sonuç olarak, aramit halatların yapısal bütünlüklerini koruyabilmeleri için termoplastik bir kılıfla korunmaları gerekir.
Çok sayıda pigment ve boya, ultraviyole ışınımı emerek kromatik değişikliğe yol açar; bu nedenle tablolar ve tekstil ürünleri sıklıkla yaygın UV radyasyon kaynakları olan güneş ışığına ve floresan lambalara karşı ek korumaya ihtiyaç duyar. Standart pencere camı zararlı UV'nin bir kısmını emerken, değerli eserler genellikle gelişmiş koruma gerektirir. Örneğin birçok müze, sulu boya tabloları ve eski tekstilleri kapatmak için siyah perdeler kullanıyor. Suluboyaların sıklıkla düşük pigment konsantrasyonlarına sahip olduğu göz önüne alındığında, özellikle güçlü UV koruması gerektirirler. Akrilikler (pleksiglas), laminatlar ve özel kaplamalar da dahil olmak üzere çeşitli resim çerçeveleme camı türleri, hem UV'ye hem de görünür ışığa karşı değişen düzeylerde koruma sağlar.
Uygulamalar
Kimyasal reaksiyonları tetikleme ve malzeme floresansını uyarma kapasitesi nedeniyle, ultraviyole radyasyon çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Sonraki tabloda UV spektrumu içindeki belirli dalga boyu bantlarıyla ilişkili çeşitli kullanımlar gösterilmektedir.
- 13,5 nm: Aşırı ultraviyole litografi
- 30–200 nm: Fotoiyonizasyon, ultraviyole fotoelektron spektroskopisi, fotolitografi yoluyla geleneksel entegre devre üretimi
- 230–365 nm: UV-ID, etiket takibi, barkod tanımlama
- 230–400 nm aralığında, optik sensörlerde ve çeşitli enstrümantasyonlarda ultraviyole radyasyon kullanılır.
- 240–280 nm spektrumu, yüzeylerin ve suyun dezenfeksiyonu ve dekontaminasyonu için kullanılır, 260 nm'de en yüksek DNA emiliminden yararlanır ve genellikle antiseptik lambalarda bulunur.
- Adli analiz ve uyuşturucu tespiti için 200–400 nm dalga boyu aralığı uygulanır.
- Protein analizi, DNA dizilimi ve ilaç keşfindeki uygulamalar sıklıkla 270–360 nm ultraviyole aralığını kullanır.
- Hücrelerin tıbbi görüntülemesinde 280–400 nm bandı dahilinde ultraviyole radyasyon kullanılır.
- Tıpta ışık terapisi genellikle 300–320 nm dalga boyu aralığını içerir.
- Polimerlerin ve yazıcı mürekkeplerinin kürlenmesi, 300–365 nm spektrumundaki ultraviyole ışık kullanılarak gerçekleştirilir.
- Böcek öldürücüler 350–370 nm aralığında çalışır ve özellikle sineklerin en çok çekildiği 365 nm dalga boyunu hedef alır.
Fotoğrafçılık
Fotoğraf filmi ultraviyole radyasyona karşı hassasiyet gösterirken, genellikle camdan yapılan geleneksel kamera lensleri genellikle 350 nm'nin altındaki dalga boylarını engeller. Dış mekan fotoğrafçılığında UV ışınlarının neden olduğu istenmeyen maviliği ve aşırı pozlamayı azaltmak için hafif sarı UV engelleyici filtreler sıklıkla kullanılır. Yakın UV fotoğrafçılığı için özel filtreler gereklidir. Dalga boyları 350 nm'den kısa olan görüntülerin yakalanması, bu radyasyonu absorbe etmeyecek şekilde tasarlanmış özel kuvars lenslerin kullanılmasını gerektirir. Dijital kamera sensörleri genellikle UV ışığını engellemek için dahili filtreler içerir, böylece renk sunumunun doğruluğu artar. Bu dahili filtreler bazen çıkarılabilir veya mevcut olmayabilir, bu da harici bir görünür ışık filtresinin kamerayı UV'ye yakın fotoğrafçılık için uyarlamasına olanak tanır. Ayrıca sınırlı sayıda kamera, ultraviyole görüntüleme için özel olarak tasarlanmıştır.
Yansıyan ultraviyole radyasyonu kullanan fotoğrafçılığın tıbbi, bilimsel ve adli araştırmalarda değerli olduğu kanıtlanmıştır. Uygulama alanları geniş bir aralıkta olup, ciltteki morarmaların tespiti, belge değişikliklerinin belirlenmesi ve tablolar üzerindeki restorasyon çalışmalarının değerlendirilmesini kapsamaktadır. Ultraviyole aydınlatmanın ürettiği floresansı yakalarken görünür ışığın dalga boyları kullanılır.
Ultraviyole astronomi, yıldızların sıcaklığı ve elementel yapısının yanı sıra yıldızlararası ortamın kimyasal bileşimini belirlemek için ölçümler kullanır. Dünya'nın ozon tabakasının çok sayıda UV frekansının yerdeki teleskoplara ulaşmasını engellediği göz önüne alındığında, morötesi gözlemlerin çoğunluğu uzaydan gerçekleştirilmektedir.
Elektrik ve Elektronik Endüstrisi
Elektrikli cihazlarda meydana gelen korona deşarjı, karakteristik ultraviyole emisyonları sayesinde tespit edilebilir. Bu olay, elektrik yalıtımının bozulmasına ve ozon ile nitrojen oksitlerin salınmasına neden olur.
Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur Bellek (EPROM'lar), ultraviyole radyasyona maruz bırakılarak silinir. Bu modüller, çipin üst yüzeyinde yer alan ve UV radyasyonunun girişini kolaylaştıran şeffaf bir kuvars pencereye sahiptir.
Floresan Boyaların Uygulamaları
Ultraviyole radyasyona maruz kaldığında mavi ışık yayan renksiz floresan boyalar, optik beyazlatıcı olarak kağıt ve kumaşlara dahil edilir. Bu maddeler tarafından üretilen mavi parlaklık, doğal sarı tonları etkili bir şekilde nötralize ederek renklerin algılanan beyazlığını veya canlılığını artırır.
Ana renklerde parlaklık sergileyen ultraviyole floresan boyalar boyalarda, kağıtlarda ve tekstillerde kullanılır. Amaçları ya gün ışığı koşullarında renk yoğunluğunu arttırmak ya da UV lambalarla aydınlatıldığında belirgin görsel efektler oluşturmaktır. UV ışığı altında floresans veren boyalar içeren siyah ışık boyaları, çeşitli sanatsal ve estetik bağlamlarda uygulama alanı bulur.
Sahte parayla ve sürücü ehliyeti ve pasaport gibi kritik belgelerde sahtecilikle mücadele etmek için, kağıt stoklarında her ikisi de ultraviyole ışık altında fark edilebilen bir UV filigranı veya floresan çok renkli lifler bulunabilir. Ayrıca posta pulları genellikle UV ışınları altında floresans veren bir fosforla işaretlenir ve böylece postaların otomatik olarak algılanması ve yönlendirilmesi sağlanır.
Ultraviyole floresan boyalar, biyokimya ve adli tıp da dahil olmak üzere çok sayıda uygulamada kullanılır. Bazı biber gazı formülasyonları, saldırganın üzerine görünmez bir kimyasal, özellikle de UV boyası bırakır. Bu boya kolayca çıkarılmaya karşı dayanıklıdır, dolayısıyla kolluk kuvvetlerine bireyin daha sonra tanımlanmasında yardımcı olur.
Belirli tahribatsız test metodolojileri kapsamında, ultraviyole ışık, geniş bir malzeme yelpazesindeki kusurları ortaya çıkarmak için floresan boyaları uyarır. Bu boyalar, sıvı penetrant muayenesi olarak bilinen bir işlem olan kılcal etki yoluyla yüzey kıran kusurlara nüfuz edebilir. Alternatif olarak, manyetik parçacık incelemesi adı verilen bir teknikle, demirli malzemelerdeki manyetik sızıntı alanları içinde hapsolmuş ferrit parçacıklarına yapışabilirler.
Analitik Uygulamalar
Adli Bilimler
Ultraviyole (UV) radyasyon, suç mahallinde çok önemli bir araştırma aracı olarak hizmet ederek meni, kan ve tükürük gibi biyolojik sıvıların yerinin belirlenmesini ve tanımlanmasını kolaylaştırır. Örneğin yüksek güçlü UV kaynakları, sıvının biriktiği yüzeyin dokusuna veya rengine bakılmaksızın, dışarı atılan sıvıları veya tükürüğü tespit edebilir. Ayrıca, tekstil elyafları, boya parçaları ve tartışmalı belgeler de dahil olmak üzere eser kanıtlarının analizi için UV-görünür mikrospektroskopi kullanılıyor.
Ek uygulamalar, sahte paranın tespitinin yanı sıra çeşitli koleksiyon ve sanat eserlerinin kimlik doğrulamasını da kapsıyor. Özellikle UV'ye duyarlı boyalarla özel olarak işlenmemiş malzemeler bile UV radyasyonuna maruz kaldıklarında karakteristik floresans sergileyebilir veya uzun dalga ultraviyole ışıkla karşılaştırıldığında kısa dalga altında belirgin bir şekilde floresans gösterebilirler.
Mürekkep Kontrastını Geliştirme
Multispektral görüntüleme, Papyri Villası veya Oxyrhynchus'un kömürleşmiş parşömenleri ve Arşimed palimpsest'i de dahil olmak üzere okunamayan papirüslerin şifrelerinin çözülmesine olanak sağlar. Bu metodoloji, gizlenmiş belgenin, belirli ışık dalga boylarını yakalamak üzere hassas şekilde kalibre edilmiş, kızılötesi veya morötesi spektrum içindeki çeşitli filtreler aracılığıyla fotoğraflanmasını gerektirir. Sonuç olarak, mürekkebi papirüs substratından ayırt etmek için en uygun spektral bölge belirlenebilir.
Temel yakın ultraviyole (NUV) kaynakları, parşömen üzerindeki soluk demir bazlı mürekkebin vurgulanmasında etkilidir.
Sağlık Uyumluluğu
Ultraviyole radyasyon, rutin temizlik ve sanitasyon işlemlerinin yetersiz olabileceği yüzeylerdeki kalıntı organik madde birikintilerinin tespit edilmesine yardımcı olur. Uygulama alanı konaklama sektörü, imalat ve temizlik standartlarının veya kirlilik seviyelerinin denetlenmesini gerektiren diğer endüstrileri kapsamaktadır.
Çok sayıda televizyon haber kuruluşu için yinelenen bir gazetecilik teması, araştırmacı muhabirlerin oteller, umumi tuvaletler ve tırabzanlar gibi kuruluşlardaki sağlıksız koşulları ortaya çıkarmak için benzer cihazlar kullanmasıdır.
Kimya
UV/Vis spektroskopisi kimyada, özellikle konjuge sistemler için kimyasal yapı analizinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultraviyole radyasyon sıklıkla bir numuneyi uyarmaya yarar ve ardından gelen floresan emisyonu bir spektroflorometre ile ölçülür. Biyolojik araştırmalarda, nükleik asitlerin veya proteinlerin miktarının belirlenmesi için UV radyasyonu uygulanır. Çevre kimyasında UV radyasyonu, su örneklerinde ortaya çıkan kirletici maddelerin tespitini de kolaylaştırabilir.
Kirlilik kontrolü uygulamalarında, fosil yakıtlı enerji santrallerinin baca gazındaki nitrojen oksitler, kükürt bileşikleri, cıva ve amonyak gibi emisyonları tespit etmek için ultraviyole analizörleri kullanılır. Ultraviyole radyasyon, petrol filmlerinin UV dalga boylarındaki yüksek yansıtıcılığından, petrol içindeki bileşiklerin floresansından veya Raman'ın su içinde saçılmasıyla üretilen UV ışığının emiliminden yararlanarak, su üzerine dökülen petrolün ince filmlerini tanımlama kapasitesine sahiptir. Ayrıca, atık sudaki kirletici maddelerin miktarının belirlenmesi için UV absorbansı kullanılabilir; 254 nm UV absorbansı genellikle doğal organik maddenin (NOM) miktarının belirlenmesi için bir yedek parametre görevi görür. Alternatif bir ışık bazlı algılama yöntemi, kirletici maddeleri doğal floresans özelliklerine göre tanımlamak ve karakterize etmek için bir uyarma emisyon matrisini (EEM) içerir. EEM, ışık emisyonu ve floroforların uyarılmasındaki farklılıkları gözlemleyerek çeşitli NOM gruplarını ayırt edebilir. Spesifik moleküler yapılara sahip olan NOM'lerin, geniş bir uyarma/emisyon dalga boyu spektrumunda floresan özellikler sergilediği belgelenmiştir. Ayrıca ultraviyole lambalar belirli minerallerin ve değerli taşların analizinin ayrılmaz bir parçasıdır.
Malzeme Bilimi Uygulamaları
Yangın Algılama
Genel olarak, ultraviyole dedektörleri, birincil algılama elemanları olarak ya silikon karbür veya alüminyum nitrürden yapılmış bir katı hal cihazı ya da gazla doldurulmuş bir tüp içerir. Spektrumun herhangi bir kısmındaki ultraviyole radyasyona duyarlı olan UV dedektörleri, hem güneş ışığından hem de yapay ışık kaynaklarından gelen ışınlara tepki verir. Örneğin, bir hidrojen alevi 185 ila 260 nanometre aralığında güçlü ancak kızılötesi (IR) bölgede çok zayıf bir şekilde yayılırken, kömür yangını UV bandında çok zayıf bir emisyon ancak IR dalga boylarında güçlü bir emisyon sergiler. Sonuç olarak, hem UV hem de IR algılama yeteneklerini entegre eden bir yangın dedektörü, bağımsız bir UV dedektöründen daha fazla güvenilirlik sunar. Neredeyse tüm yangınlar, güneş radyasyonunun Dünya atmosferi tarafından emildiği spektral bir bölge olan UVC bandında bir miktar radyasyon üretir. Bu özellik, UV dedektörünü "güneş körü" haline getirir; yani güneş radyasyonu nedeniyle bir alarmı tetiklemeyeceği anlamına gelir ve böylece hem iç hem de dış ortamlarda etkili bir şekilde konuşlandırılmasını sağlar.
Ultraviyole (UV) dedektörler, hidrokarbonları, metalleri, kükürt, hidrojen, hidrazin ve amonyağı kapsayan geniş bir yangın yelpazesine karşı hassasiyet gösterir. Ark kaynağı, elektrik arkları, yıldırım, tahribatsız metal test ekipmanlarında kullanılan X ışınları (her ne kadar olasılık dışı olsa da) ve radyoaktif malzemeler gibi çeşitli olaylar, bir UV tespit sistemini etkinleştirmeye yeterli radyasyon seviyelerini üretme kapasitesine sahiptir. Tersine, UV emici gazların ve buharların varlığı, yangından yayılan UV radyasyonunun zayıflamasına neden olur ve böylece dedektörün alevleri tanımlama kapasitesinden ödün verilir. Benzer şekilde, havadaki yağ buharı veya dedektör penceresinde biriken yağ filmi de benzer bir zararlı etki yaratacaktır.
Fotolitografi
Ultraviyole radyasyon, yüksek çözünürlüklü fotolitografi için kullanılır; bu işlem, fotorezist bir kimyasalın, bir maske aracılığıyla iletilen UV radyasyonuna maruz bırakılmasını içeren bir süreçtir. Bu maruz kalma, fotorezist içinde kimyasal reaksiyonları başlatır. Maruz kalmayan veya istenmeyen fotorezistin çıkarılmasının ardından, maske tarafından belirlenen kesin bir desen, numune substratı üzerinde korunur. Daha sonra numunenin kalan fotorezist tarafından korunmayan bölgelerini aşındırmak, üzerine malzeme yerleştirmek veya başka şekilde değiştirmek için daha ileri işlem adımları uygulanabilir.
Fotolitografi, yarı iletkenlerin, entegre devre bileşenlerinin ve baskılı devre kartlarının üretiminde temel bir tekniktir. Elektronik entegre devrelerin üretiminde kullanılan fotolitografi süreçlerinde şu anda 193 nm UV radyasyonu kullanılıyor ve deneysel uygulamalarda ekstrem ultraviyole (EUV) litografi için 13,5 nm UV'yi araştırılıyor.
Polimerler
Işık iletimi için optik şeffaflık gerektiren elektronik bileşenler (örn. fotovoltaik paneller ve sensörler), daha sonra UV enerjisiyle kürlenen akrilik reçinelerle kapsüllenebilir veya 'kaplanabilir'. Bu yöntem, minimum uçucu organik bileşik (VOC) emisyonu ve hızlandırılmış kürleme süreleri gibi belirgin avantajlar sunar.
Mürekkeplerin, kaplamaların ve yapıştırıcıların özel formülasyonları fotobaşlatıcıları ve reçineleri içerir. Ultraviyole ışığa maruz kaldıktan sonra bu malzemeler polimerizasyona uğrar ve tipik olarak birkaç saniye içinde sertleşmeye veya sertleşmeye yol açar. Çeşitli uygulamalar arasında cam ve plastik yapıştırma, fiber optik kaplamalar, zemin kaplamaları, ofset baskıda kullanılan UV kaplamalar ve kağıt kaplamalar, diş dolguları, hidrofobik ışıkla etkinleştirilen yapıştırıcılar ve dekoratif tırnak jelleri yer alır.
UV kürleme uygulamalarında kullanılan ultraviyole kaynakları, UV lambalarını, UV LED'leri ve excimer flaş lambalarını içerir. Fleksografik veya ofset baskı gibi hızlı endüstriyel işlemler, genellikle reflektörler tarafından hareketli bir alt tabaka ve ortama odaklanan yüksek yoğunluklu UV ışığı gerektirir. Sonuç olarak, elektrik arkları veya mikrodalgalarla enerjilendirilen yüksek basınçlı cıva (Hg) veya demir (Fe) katkılı ampuller yaygın olarak kullanılır. Bunun tersine, düşük güçlü floresan lambalar ve LED'ler statik kürleme uygulamaları için uygundur. Ayrıca daha küçük yüksek basınçlı lambalar, sıvı dolu veya fiber optik ışık kılavuzları aracılığıyla ışığı çalışma alanına yönlendirebilir ve iletebilir.
UV radyasyonunun polimerlerle etkileşimi, yüzey özelliklerini, özellikle de pürüzlülük ve hidrofobikliği değiştirmek için kullanılır. Örneğin, bir poli(metil metakrilat) yüzeyi, vakumlu ultraviyole radyasyona maruz bırakılarak pürüzsüzleştirme elde edilebilir.
Ultraviyole radyasyonun, gelişmiş yapışkan bağlanma için düşük yüzey enerjili polimerlerin hazırlanmasında faydalı olduğu kanıtlanmıştır. UV radyasyonuna maruz kalmak polimerlerde oksidasyona neden olur ve sonuç olarak yüzey enerjileri artar. Bu yüksek yüzey enerjisi daha sonra yapıştırıcı ile polimer alt tabaka arasında daha güçlü bir bağ oluşmasını sağlar.
Biyoloji ile ilgili kullanımlar
Hava temizleme
UV-C radyasyonu, hava dezenfeksiyonu ve mikrobiyal çoğalmanın engellenmesi yoluyla iç mekan hava kalitesini artırmak için iklimlendirme sistemlerinde kullanılır. UV-C radyasyonu bakteriler, virüsler, küfler ve mantarlar dahil olmak üzere zararlı mikroorganizmaları yok etme veya etkisiz hale getirme konusunda etkinlik göstermektedir. Bir iklimlendirme sistemine entegre edildikten sonra ultraviyole ışık kaynağı genellikle hava işleme ünitesinin içinde veya evaporatör bobininin bitişiğinde konumlandırılır. Bu sistemlerde UV-C ışığı, dolaşımdaki hava akışını ışınlayarak çalışır, böylece zararlı mikroorganizmalar iç ortama yeniden sirküle edilmeden önce ortadan kaldırılır veya nötralize edilir. UV-C'nin iklimlendirme uygulamalarındaki genel etkinliği; ışık yoğunluğu, maruz kalma süresi, hava akış hızı ve sistemin dahili bileşenlerinin temizliği gibi çeşitli değişkenlere bağlıdır.
Titanyum dioksit ve UVC'ye maruz kalmayı içeren katalitik bir kimyasal reaksiyon kullanılarak organik maddenin oksidasyonu, patojenleri, polenleri ve küf sporlarını zararsız atıl yan ürünlere dönüştürür. Ancak titanyum dioksit ile UVC arasındaki reaksiyon yolu karmaşık ve çok adımlıdır. İnert yan ürün aşamasından önce yüzlerce ara reaksiyon meydana gelebilir ve tam inertliğe ulaşmadan önce potansiyel olarak formaldehit, aldehitler ve diğer uçucu organik bileşikler (VOC'ler) gibi istenmeyen ara bileşikler üretilebilir. Sonuç olarak, titanyum dioksit ve UVC'nin uygulanması, etkili ve güvenli sonuçlara ulaşmak için hassas operasyonel parametreler gerektirir. UV bazlı saflaştırmanın temel mekanizması fotokimyasaldır. Ağırlıklı olarak organik karbon bazlı bileşiklerden oluşan iç mekan çevresel kirleticileri, 240 ila 280 nm spektrumu içindeki yüksek yoğunluklu UV radyasyonuna maruz kaldıklarında bozunmaya uğrar. Özellikle kısa dalga ultraviyole radyasyon, canlı mikroorganizmaların DNA'sına zarar verme kapasitesine sahiptir. UVC'nin etkinliği hem yoğunluğu hem de maruz kalma süresi ile doğrudan ilişkilidir.
Ultraviyole radyasyon ayrıca karbon monoksit ve VOC'ler gibi gaz halindeki kirletici maddeleri azaltmada da etkinlik göstermiştir. Spesifik olarak, 184 nm ve 254 nm'de ışık yayan UV lambaları, havanın işlenen alan ile lamba odası arasında sürekli olarak devridaim edilmesi koşuluyla, düşük konsantrasyondaki hidrokarbonları ve karbon monoksiti ortadan kaldırabilir. Bu konfigürasyon, arıtılmış havaya ozon girişini önlemek için çok önemlidir. Alternatif olarak, havayı tek bir 184 nm UV kaynağından geçirerek ve ardından UV lambası tarafından üretilen ozonu nötralize etmek için demir pentaoksit üzerinden geçirerek hava temizleme işlemi gerçekleştirilebilir.
Sterilizasyon ve Dezenfeksiyon
Ultraviyole lambalar, biyolojik laboratuvarlar ve tıbbi ortamlardaki çalışma alanlarının ve enstrümantasyonun sterilizasyonu için rutin olarak kullanılır. Ticari düşük basınçlı cıva buharlı lambalar tipik olarak radyasyonlarının yaklaşık %86'sını 254 nanometre (nm) düzeyinde yayar; bu, 265 nm'deki zirve antiseptik etkinliğe yakın bir dalga boyudur. Bu antiseptik dalga boylarında, UV radyasyonu bir mikroorganizmanın DNA/RNA'sına zarar verir, böylece organizmanın kendisi hemen yok edilmese bile üreme kapasitesini engeller ve onu zararsız hale getirir. Mikroorganizmaların çok küçük aralıklarda ve diğer gölgeli bölgelerde ultraviyole radyasyondan korunabileceği göz önüne alındığında, bu lambalar yalnızca birincil sterilizasyon metodolojilerine yardımcı olarak hizmet eder.
UVC ışık yayan diyotlar (LED'ler), giderek benimsenen nispeten yeni bir ticari yeniliği temsil ediyor. Monokromatik emisyon profilleri (±5 nm), dezenfeksiyon için optimize edilmiş belirli dalga boylarının hassas şekilde hedeflenmesini sağlar. Bu yetenek, farklı patojenlerin spesifik UV dalga boylarına karşı değişen hassasiyetleri dikkate alındığında özellikle önemlidir. Ayrıca LED'ler cıva içermez, anında etkinleştirme ve devre dışı bırakma olanağı sunar ve sınırsız çalışma döngüsüne izin verir.
Ultraviyole radyasyona dayalı dezenfeksiyon, atık su arıtımında yaygın olarak uygulanmaktadır ve belediye içme suyu arıtma süreçlerinde giderek daha fazla benimsenmektedir. Çok sayıda ticari kaynak suyu şişeleme tesisi, ürünlerini sterilize etmek için UV dezenfeksiyon sistemlerini kullanmaktadır. Güneş enerjisiyle su dezenfeksiyonu (SODIS), doğal güneş ışığına maruz bırakılarak kirlenmiş suyun arıtılmasında ekonomik bir yöntem olarak araştırılmıştır. Bu işlem, mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek için UVA ışınımının ve yüksek su sıcaklıklarının sinerjik etkilerine dayanır.
Ultraviyole radyasyon, çeşitli gıda işleme uygulamalarında istenmeyen mikroorganizmaları ortadan kaldırmak için kullanılır. Örneğin UV, sıvıyı yüksek yoğunluklu bir ultraviyole kaynağına yönlendirerek meyve sularını pastörize edebilir. Bu işlemin etkinliği, meyve suyunun doğal UV absorbans özelliklerine bağlıdır.
Darbeli ışık (PL), özellikle 200 ila 280 nm aralığında UVC radyasyonu açısından zengin, yoğun, geniş spektrumlu ışık darbelerini kullanan, yüzey mikrobiyal inaktivasyonuna yönelik bir metodolojidir. PL sistemleri tipik olarak saniyede birden fazla flaş üretebilen ksenon flaş lambaları kullanır. Darbeli UV teknolojisi aynı zamanda otonom dezenfeksiyon robotlarına da entegre edilmiştir.
Araştırmalar, filtrelenmiş uzak UVC (222 nm) ışığın, bakteriler ve mantarlar da dahil olmak üzere çeşitli patojenlere karşı, büyümelerini engelleyerek antimikrobiyal etkinliğini göstermiştir. Azaltılmış zararlı etkileri göz önüne alındığında bu teknoloji, hastaneler ve uzun süreli bakım tesisleri gibi sağlık bakım ortamlarında güvenilir dezenfeksiyon için önemli bir potansiyel sunmaktadır. Ayrıca UVC, SARS-CoV-2 virüsünü parçalamada da etkinlik sergiledi.
Biyolojik
Kuşlar, sürüngenler, böcekler (ör. arılar) ve memeliler (ör. fareler, ren geyiği, köpekler, kediler) dahil olmak üzere çok çeşitli türler, ultraviyole yakın dalga boylarını algılama yeteneğine sahiptir. Bu görsel kapasite, ultraviyole ışıkta bakıldığında çok sayıda meyvenin, çiçeğin ve tohumun arka planlarına göre ayırt ediciliğini artırır; bu, genellikle insanın renk görüşüyle algılanamayan bir kontrasttır. Ayrıca akrepler, UV aydınlatma altında sarı ila yeşil bir floresans sergilerler; bu, akreplerin kontrolünde kullanılan bir özelliktir. Kuş tüyleri sıklıkla tipik ışık altında görülmeyen ancak morötesi ışında belirgin hale gelen desenler sergiler. Benzer şekilde, köpekler, kedigiller ve insanlar da dahil olmak üzere çeşitli hayvanların idrarı ve diğer salgıları, ultraviyole ışık altında önemli ölçüde daha fazla fark edilebilir. Bu özellik, haşere kontrol teknisyenlerinin kemirgenlerin idrar izlerini tanımlamasına olanak tanıyarak istila edilmiş tesislerin etkili bir şekilde tedavi edilmesini kolaylaştırır.
Kelebekler, cinsel tanıma ve çiftleşme davranışları için gelişmiş bir iletişim sistemi olarak ultraviyole radyasyonu kullanır. Örneğin, Colias eurytheme kelebek türünün erkekleri, kimyasal uyaranlara güvenmek yerine potansiyel eşleri bulmak ve tanımlamak için görsel ipuçlarından, özellikle de dişi arka kanatların ultraviyole yansıtan renklerinden yararlanıyor. Pieris napi kelebekleri üzerinde yapılan araştırma, ortamdaki UV radyasyonunun daha düşük olduğu bir ortam olan kuzey Finlandiya'da yaşayan dişilerin, daha güney bölgelerdeki benzerlerine kıyasla erkekleri çekmek için daha güçlü UV sinyalleri sergilediğini ortaya çıkardı. Bu gözlem, erkeklerin oküler UV duyarlılığını arttırmanın, dişiler tarafından üretilen UV sinyallerini arttırmaktan daha zorlayıcı olabileceğini gösteren evrimsel bir kısıtlamayı akla getirmektedir.
Çok sayıda böcek türü, uçuş sırasında yön bulma referansı olarak gök cisimlerinden gelen ultraviyole emisyonlarını kullanır. Sonuç olarak, lokalize bir ultraviyole yayıcının varlığı tipik olarak bu doğal yön bulma sürecini bozar ve çoğu zaman uçan böceğin yapay kaynağa doğru çekilmesiyle sonuçlanır.
Yeşil floresan protein (GFP), genetik araştırmalarda yaygın olarak kullanılan bir belirteç görevi görür. Ayrıca, çeşitli proteinler de dahil olmak üzere çok sayıda biyolojik madde, ultraviyole spektrumu içinde farklı ışık absorpsiyon bantları sergiler; bu, biyokimya ve ilgili disiplinlerde oldukça ilgi duyulan bir özelliktir. Sonuç olarak, bu alanlardaki laboratuvarlar analitik amaçlar için genellikle UV özellikli spektrofotometrelerden yararlanır.
Genellikle böcek öldürücüler olarak bilinen ultraviyole tuzakları, çeşitli küçük uçan böcekleri yok etmek için kullanılır. Bu cihazlar UV ışığı yoluyla böcekleri çeker ve daha sonra onları elektrik şoku veya temas halinde fiziksel hapsetme yoluyla nötralize eder. Entomologlar ayrıca faunistik araştırma araştırmaları sırasında gece böceklerini toplamak için çeşitli ultraviyole radyasyon tuzakları tasarımları kullanır.
Terapi
Ultraviyole radyasyon, sedef hastalığı ve vitiligo gibi dermatolojik durumların tedavisinde terapötik fayda göstermektedir. Spesifik olarak, ciltte ışığa duyarlılığı tetiklemek için psoralenlerin uygulanmasını ve ardından UVA'ya maruz kalmayı içeren psoralen artı UVA (PUVA) tedavisi, sedef hastalığı için etkili bir tedavi oluşturur. Bununla birlikte, psoralenlerin hepatotoksik potansiyeli nedeniyle PUVA tedavisi, hastanın ömrü boyunca sınırlı sayıda uygulamayla sınırlıdır.
UVB fototerapisi, ek ilaçlara veya topikal preparatlara ihtiyaç duymadan, yalnızca doğrudan maruz kalma gerektiren terapötik faydalar sunar. Bununla birlikte fototerapi, antralin, kömür katranı ve A ve D vitamini türevleri gibi spesifik topikal ajanlarla veya metotreksat ve Soriatan gibi sistemik tedavilerle birleştirildiğinde daha yüksek etkinlik sağlayabilir.
Herpetoloji
Sürüngenler, D vitamini biyosentezi ve diğer önemli metabolik süreçler için UVB radyasyonuna ihtiyaç duyar. Özellikle kolekalsiferol (D3 vitamini), kemik ve yumurta oluşumu için kalsiyum kullanımının yanı sıra temel hücresel ve sinirsel işlevler için gereklidir. UVA dalga boyu birçok sürüngen türü tarafından da algılanabilir ve bireyler arasındaki görsel iletişimi kolaylaştırmanın yanı sıra doğal yaşam alanlarında hayatta kalmalarına önemli ölçüde katkıda bulunabilir. Sonuç olarak, çok sayıda kapalı sürüngen türü için, belirli türler için uygun güç ve spektruma göre kalibre edilmiş bir floresan UVA/B kaynağı, muhafazaları içinde vazgeçilmezdir. Yalnızca kolekalsiferol (Vitamin D3) takviyesi yetersizdir, çünkü bu tam bir biyosentetik yolu atlar, potansiyel olarak aşırı dozlara yol açar ve ara moleküllerin ve metabolitlerin hayvanın genel sağlığındaki hayati rollerinin ihmal edilmesine yol açar. Doğal güneş ışığı, uygun yoğunluklarda her zaman yapay kaynakları geride bıraksa da, bunun sağlanması dünya çapındaki bakıcılar için mümkün olmayabilir.
Yüksek düzeyde ultraviyole A (UVa) radyasyonu, hassas biyolojik dokularda, özellikle de gözlerde, uygunsuz UVa/b kaynağı uygulamasının ve konumlandırmasının fotokeratite ve körlüğe yol açabileceği hücresel ve DNA hasarını tetikleyebilen önemli bir tehlike olarak kabul edilmektedir. Birçok hayvan bakıcısı için yeterli ısı kaynaklarına duyulan ihtiyaç, "kombinasyon" ısı ve ışık ürünlerinin geliştirilmesine ve pazarlanmasına yol açmıştır. Bununla birlikte, bu entegre ışık, ısı ve UVa/b jeneratörleri konusunda dikkatli olunması tavsiye edilir; çünkü bunlar, hayvanların fizyolojik gereksinimlerini yeterince karşılayamayabilecek, optimal olmayan ve düzenlenmesi zor UVb seviyelerinin yanı sıra sıklıkla yüksek UVa seviyeleri yayarlar. Daha etkili bir yaklaşım, bu çevresel unsurlar için ayrı kaynakların kullanılmasını içerir; böylece bakıcılara, hayvan refahını en üst düzeye çıkarmak amacıyla yerleştirme ve yoğunluk üzerinde hassas kontrol sağlanır.
Evrimsel Önem
Çağdaş evrim modelleri, ultraviyole radyasyonun erken üreme proteinleri ve enzimlerinin oluşumunda önemli bir rol oynadığını öne sürüyor. Spesifik olarak, ultraviyole B (UVB) radyasyonu, bir DNA sekansındaki bitişik timin baz çiftlerinin kovalent olarak bağlandığı timin dimerlerinin oluşumunu indükler. Bu yapısal bozulma, üreme enzimlerinin doğru replikasyonunu engeller ve genetik replikasyon ve protein sentezi sırasında genellikle hücre için öldürücü olan çerçeve kaymasına yol açar. UV'yi engelleyen ozon tabakasının oluşmasından önce, okyanus yüzeyine yaklaşmaya cesaret eden erken prokaryotik organizmalar genellikle yok oldu. Seçilmiş birkaç kişinin hayatta kalması, genetik materyali izleyebilen ve nükleotid eksizyon onarımı yoluyla timin dimerlerini kesip çıkarabilen özel enzimlerin evrimine atfedilir. Modern mitotik ve mayotik süreçlerin ayrılmaz bir parçası olan çok sayıda enzim ve protein, bu eski onarım enzimleriyle yapısal ve işlevsel benzerlikler sergiliyor; bu da bunların, UV kaynaklı DNA hasarını azaltmak için geliştirilen orijinal mekanizmaların evrimsel adaptasyonlarını temsil ettiklerini gösteriyor.
Yüksek düzeyde ultraviyole radyasyonun, özellikle de ultraviyole B'nin (UVB), fosil kayıtlarında gözlemlenen kitlesel yok oluş olaylarına katkıda bulunan bir faktör olduğu varsayılmıştır.
Fotobiyoloji
Fotobiyoloji, iyonlaştırıcı olmayan radyasyon ile canlı organizmalar arasındaki hem avantajlı hem de zararlı etkileşimlerin bilimsel araştırmasını oluşturur. Bu alan geleneksel olarak oksijenin birinci iyonizasyon enerjisine karşılık gelen yaklaşık 10 eV'lik bir enerji eşiğiyle tanımlanır. Ultraviyole (UV) spektrumunun yaklaşık 3 ila 30 eV'lik bir enerji aralığını kapsadığı göz önüne alındığında, fotobiyoloji UV spektrumunun belirli kısımlarını kapsar ancak tamamını kapsamaz.
Referanslar
Referanslar
Allen, Jeannie (6 Eylül 2001). Ultraviyole Radyasyonu: Dünyadaki Yaşamı Nasıl Etkiler? Dünya Gözlemevi. NASA, ABD.
- Allen, Jeannie (6 Eylül 2001). Ultraviyole Radyasyon: Dünyadaki Yaşamı Nasıl Etkiler. Dünya Gözlemevi. NASA, ABD.Hockberger, Philip E. (2002). "İnsanlar, Hayvanlar ve Mikroorganizmalar için Ultraviyole Fotobiyolojinin Tarihi". Fotokimya ve Fotobiyoloji. 76 (6): 561–569. doi:10.1562/0031-8655(2002)0760561AHOUPF2.0.CO2.PMID 12511035.S2CID 222100404.Hu, S; Ma, F; Collado-Mesa, F; Kirsner, R.S. (Temmuz 2004). "ABD Hispaniklerinde ve siyahlarda UV radyasyonu, enlem ve melanom". Arş. Dermatol. 140 (7): 819–824. doi:10.1001/archderm.140.7.819. PMID 15262692.Strauss, CEM; Funk, DJ (1991). "H2 ve Kr'de iki foton rezonansları kullanan VUV'nin geniş ölçüde ayarlanabilir fark-frekans üretimi". Optik Mektuplar. 16 (15): 1192–4. Bibcode:1991OptL...16.1192S. doi:10.1364/ol.16.001192.PMID 19776917.
- Wikimedia Commons'ta Ultraviyole ışıkla ilgili medya
- Vikisözlük'te ultraviyole kelimesinin sözlük tanımı