Что делают инфракрасные лучи: польза и вред для организма человека, свойства, область применения

Содержание

польза и вред для организма человека, свойства, область применения

Инфракрасные лучи используются во многих сферах жизни человека. Такой вид излучения применяется в обогревателях, пультах дистанционного управления, системах отопления, медицинском оборудовании. Эти лучи человеческий глаз не воспринимает, но почувствовать их силу действия можно. В зависимости от длины волны они способны оказывать различное воздействие на всё живое. Поэтому польза и вред инфракрасного излучения напрямую зависят от этого показателя.

Инфракрасные лучи используются для лечения

Источники инфракрасного излучения

Инфракрасные лучи относятся к электромагнитному излучению. Они располагаются в спектре рядом с микроволновым радиоизлучением. Солнце — это естественный и самый большой источник такого излучения. Эти волны имеют обширный диапазон от 7 до 14 мкм.

Источником теплового излучения являются также любые тела, температура которых выше нуля. Длина таких волн напрямую зависит от температуры нагревания. Различают следующие виды волн:

  • короткие — выше +800°C;
  • средние — до +600°C;
  • длинные — до +300°C.

Таким образом, короткие волны имеют самую высокую температуру и большую интенсивность излучения. Тепловые лучи образуются благодаря ионам вещества, а также атомам с избыточной энергией. Каждый из диапазонов ИК волн имеет свою интенсивность, проникающую способность и оказывает различное воздействие на организм человека.

В этом видео вы узнаете о влиянии различных излучений на организм:

В наше время инфракрасные лучи активно применяются во многих сферах. Например, на их основе работают современные видеокамеры, которые используются для охранных целей, болометры и многие другие приборы. С помощью таких лучей осуществляется беспроводная связь между компьютерами и другими стационарными устройствами.

В продаже можно найти большое разнообразие отопительных приборов, работающих за счёт инфракрасных лучей. Такие приборы позволяют значительно экономить электроэнергию. В промышленных целях их используют для сушки поверхностей, покрытых краской или лаком.

Польза и вред

Инфракрасные лучи по-разному воздействуют на живые организмы. Например, длинные волны оказывают оздоровительное действие на состояние здоровья человека, поэтому их часто используют в лечебных целях. Именно на таком принципе основана работа оборудования для проведения физиотерапевтических процедур.

Инфракрасные приборы могут принести как пользу, так и вред

Длинноволновые ИК лучи оказывают следующее положительное воздействие на человека:

  • улучшают мозговое кровообращение и память;
  • укрепляют иммунную систему;
  • нормализуют водно-солевой баланс;
  • улучшают гормональный фон;
  • нормализуют артериальное давление;
  • очищают организм от токсинов исолей тяжёлых металлов;
  • препятствуют размножению бактерий, грибков и болезнетворных микробов.

Также лучи помогают при воспалительных процессах в организме, повышают содержание инсулина у больных сахарных диабетом и даже снижают уровень радиоактивного излучения.

Таким образом, длинноволновое ИК излучение не только полезно для человека, но и необходимо ему. При недостатке таких лучей страдает иммунитет и запускается процесс ускоренного старения.

В этом видео вы узнаете, что такое инфракрасное тепло:

Обогреватели на основе инфракрасных лучей устраняют различные вредные и опасные бактерии, а специальные ИК лампы помогают при:

  • радикулите;
  • нарушении работы яичников;
  • бронхиальной астме;
  • остеохондрозе;
  • нарушении слизистой оболочки.

Также с помощью такого облучателя можно вылечить пневмонию, простатит в стадии обострения, ринит, тонзиллит и отит без гнойных образований.

Несмотря на большое количество полезных и лечебных свойств, у этого прибора имеются противопоказания. Вредно инфракрасное излучения для человека, если у него наблюдаются острые воспалительные заболевания.

Нельзя использовать такие лучи и при злокачественных образованиях, острых гнойных заболеваниях и кровотечении.

Инфракрасные лучи могут вызвать побочные действия

Большой вред инфракрасного излучения на организм человека оказывают также короткие волны. Под их воздействием могут появиться следующие симптомы:

  • тошнота;
  • сильное головокружение;
  • потемнение в глазах;
  • обморок;
  • нарушение координации движений;
  • учащённое сердцебиение.

Обычно под воздействием таких лучей начинает краснеть кожа, могут появиться ожоги, судороги. Длительное пребывание рядом с короткими волнами приводит к нарушению водно-солевого баланса или тепловому удару. Такое излучение представляет большую опасность и для слизистой оболочки глаз, так как оно может привести к развитию светобоязни, катаракте и другим проблемам со зрением.

Подробнее об инфракрасном обогревателе:

Первая помощь при тепловом ударе

При интенсивном или длительном воздействии на человека коротких волн может произойти тепловой удар. Обычно это случается, если температура головного мозга резко повышается хотя бы на 1 градус. В таком случае пострадавшему сразу же следует оказать первую помощью. Для этого его нужно аккуратно переложить или перевезти в прохладное место и постараться снять с него тесную одежду. К сердцу, голове, подмышечным впадинам и паховой области следует приложить что-нибудь холодное.

После этого пострадавшего нужно обернуть мокрой простынёй и направить на него воздух от вентилятора.

Такие действия помогут снизить температуру тела. В тяжёлых случаях следует сделать искусственное дыхание и обязательно вызвать скорую помощь. На протяжении этого времени пострадавшему нужно давать прохладное и обильное питьё.

Обогревательные приборы

За последние несколько лет очень популярными стали инфракрасные обогревательные приборы. И многие люди, приобретая их, даже не знают о том, что они могут оказывать негативное влияние на человека.

Плюсом инфракрасных обогревателей является мгновенное нагревание помещения

Инфракрасное излучение способно нанести вред при постоянном и длительном воздействии. Поэтому при покупке обогревательного прибора нужно обращать внимание на характер его излучения. Такие данные обычно указываются в техническом паспорте. Отдавать предпочтение следует таким обогревателям, у которых нагревательный элемент имеет теплоизолирующую защиту. В этом случае прибор будет выделять длинные волны, которые, наоборот, полезны для здоровья.

Если же спираль, которая выделяет тепло, не изолирована, то такое устройство распространяет короткие волны и может навредить человеку. Находиться долгое время рядом с такими приборами нежелательно. Не следует их монтировать в спальнях и детских комнатах. Если это всё-таки необходимо сделать, то отдавать предпочтение следует маломощным моделям.

Подробнее об инфракрасном обогревателе:

Когда следует установить обогревательную систему на потолке, делать это нужно на максимально возможном расстоянии. При этом направлять её лучше в такую сторону, чтобы постоянно не находиться под инфракрасными лучами. Покупать ИК обогреватели нужно только у проверенных производителей. Выполненные из материалов низкого качества, они могут нанести непоправимый вред здоровью.

Инфракрасное излучение может принести как пользу, так и вред для здоровья человека. Относиться к нему нужно крайне осторожно, а использовать приборы на его основе следует в соответствии со всеми правилами безопасности.

Ученые нашли способ сделать видимым инфракрасное излучение — Российская газета

Исследовательская группа, в которую вошли ученые из России и Швейцарии, разработала универсальную мембрану, которая позволит сделать видимыми для человеческого глаза инфракрасные лучи. Никакого специального оборудования или особых условий для применения мембраны не требуется.

Научные исследования проводились силами Университета ИТМО, Алферовского университета, а также Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

В пресс-службе ИТМО отмечают, что обычный лазерный луч человеческий глаз может увидеть, например, если навести этот луч на тетрадный лист. Инфракрасные волны длиннее, и увидеть их таким способом не получится, в какой-то момент луч просто прожжет бумагу.

Для инфракрасного диапазона несколько лет назад были изобретены специальные карточки из редких металлов. Они поглощают инфракрасное излучение и делают его видимым. Но эти карточки довольно дороги, у них ограниченный срок службы и подходят они не для всех приборов. А инфракрасное изучение применяется во множестве отраслей. В Университете ИТМО говорят, что только в вузе имеется более сотни установок с ИК-лучами.

И периодически возникают ситуации, когда приборы проверяются, а значит, луч надо увидеть. Устав от дорогих карточек с коротким сроком службы, международная научная группа создала специальный инфракрасный визуализатор.

В основе разработки — нитевидные нанокристаллы из фосфида галлия. Этот материал интересен тем, что из-за того, что его кристаллическая решетка не симметрична по центру, он может в два раза уменьшать длину волны. Благодаря этому свойству нанокристаллы фосфида галлия являются универсальными, они могут работать в самых разных спектрах.

Ученые вырастили кристаллы на подложке, залили их тонким слоем полимера. Затем кристаллы были аккуратно оторваны от подложки, и получилась тонкая полупрозрачная пленка: она свободно пропускает инфракрасные лучи, а за счет уменьшения длины волны, луч становится виден человеческому глазу.

Важно и то, что мембрана, в отличие от карточек, не преграждает дорогу лучу. Это упрощает применение нового материала и может позволить сделать диагностику сложного оборудования более точной.

Материалы исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

ученые предложили прототип нового визуализатора для инфракрасного лазера

Ученые ИТМО, Алферовского университета (АУ) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) создали гибкую прозрачную мембрану, делающую ИК-луч видимым для человека. Из нее можно делать визуализаторы, необходимые в оптических лабораториях и на производствах.

Работа ученых опубликована в журнале ACS Nano.

Хорошо известно, что инфракрасное (ИК) излучение невидимо для человеческого глаза. Однако нередко случается так, что людям все же нужно увидеть луч лазера, работающего в ИК-диапазоне. Это необходимо, например, при проверке лазерной установки, а также ее юстировке.

«В настоящее время в области инфракрасной оптики существует задача визуализации ИК-излучения, используемого для тех или иных применений, ― рассказывает главный научный сотрудник физико-технического факультета, руководитель Лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники Университета ИТМО Сергей Макаров. ― Такое излучение широко используется в медицине, на производстве, в лидарах, в фундаментальных исследованиях. Лазерные установки ИК-диапазона имеются практически в каждой второй оптической лаборатории, к примеру, только у нас в ИТМО их более сотни».

Сергей Макаров

Чтобы увидеть, излучает ли установка в инфракрасном диапазоне, вовсе не обязательно надевать прибор ночного видения или брать специальную камеру. Для этого используют карточки из специального материала.

«Если вы используете лазер, работающий в видимом диапазоне, то вы можете просто взять тетрадный листок, поставить его поперек луча и увидите на нем точку. С ИК-лазером так не получится ― вы заметите его только тогда, когда он начнет поджигать листок бумаги. Однако для инфракрасного излучения есть карточки из специальных материалов, которые работают по сходному принципу. Если перегородить такой карточкой путь лучу, вы увидите точку на ее поверхности. Они сделаны с добавлением ионов редкоземельных металлов, которые поглощают ИК, излучают и преобразуют его в видимый спектр», ― поясняет Сергей Макаров.

Слева: инфракрасный луч проходит через разработанный визуализатор и попадает далее на коммерческий непрозрачный аналог. Справа: демонстрация высокой гибкости визуализатора в режиме эксплуатации. Иллюстрация предоставлена авторами статьи.

Такие карточки являются важным компонентом для любой оптической лаборатории или производства с ИК-лазером. Однако у них, по словам ученых, есть ряд недостатков ― начиная от высокой цены и заканчивая сравнительно маленьким сроком службы. Кроме того, они не универсальны и подойдут не для любой установки.

«Так как они работают на реальном поглощении инфракрасного излучения и преобразовании его в видимый спектр, то их можно использовать только на определенной длине волны, ― поясняет аспирант физико-технического факультета Университета ИТМО Дарья Маркина. ― Их делают под самые распространенные длины волн: около 1000 нанометров (для медицины) и 1500 нанометров (для телекома). Но зачастую требуется использовать и настроить лазер на нестандартной длине волны. Мы часто сталкивались с тем, что для одного диапазона карточки работают хорошо, но для другого почти не работают и получается, что надо заказывать новые, тратить порядка 100 долларов за штуку, потом они выгорают, и надо опять покупать новые».

При помощи предложенной технологии инфракрасное излучение может быть преобразовано в любой из цветов радуги. Числа на картинках соответствуют длинам волн преобразованного излучения. Иллюстрация предоставлена авторами статьи.

Постоянно сталкиваясь с неудобствами из-за дороговизны и недолговечности используемых ИК-визуализаторов, ученые из Университета ИТМО, Алферовского университета (АУ) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) решили применить свои фундаментальные работы для создания материала для ИК-визуализаторов нового поколения, лишенных многих недостатков использующейся сейчас продукции.

«Мы как физики-оптики понимаем, как это работает, и тем более у нас есть хороший задел в области наноматериалов, нанотехнологий. Мы уже давно исследуем такие эффекты, как преобразование ИК-излучения в видимый диапазон за счет генерации оптических гармоник на наноструктурах, ― объясняет старший научный сотрудник физико-технического факультета Университета ИТМО Михаил Петров. ― В работах последних лет мы на фундаментальном уровне изучили основные аспекты того, как лазерное излучение преобразуется в видимый на наночастицах».

Михаил Петров

Для создания прототипа были выбраны нитевидные нанокристаллы из фосфида галлия (GaP). Ученые из Алферовского университета уже давно работают над выращиванием наноструктур из этого материала, имеющего очень интересные оптические свойства.

«В связи с тем, что кристаллическая решетка этого материала нецентросимметрична, он может уменьшать в два раза длину волны падающего на него излучения. Так ИК-свет с длиной волны в 1000 нанометров преобразуется в видимое излучение в 500 нанометров, то есть в зеленовато-голубое. Этот принцип работает для излучения в широком диапазоне длин волн, что решает первую проблему многих существующих карточек для ИК-визуализации ― их неуниверсальность и спектральную ограниченность», ― отметил старший научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии АУ Владимир Федоров.

Владимир Федоров. Источник: spbau.ru

«В нашей лаборатории в АУ были выращены нитевидные кристаллы (ННК) фосфида галлия вертикально на подложке, ― рассказывает заведующий лабораторией возобновляемых источников энергии АУ Иван Мухин. ― Затем мы залили их тонким слоем полимера, оторвали его от подложки и получили мембрану, нашпигованную этими наноструктурами. В некотором смысле это совершенно уникальная для РФ технология. Так получилась гибкая, тонкая, полупрозрачная пленка, которая пропускает через себя ИК-луч без существенных искажений, уменьшая его длину волны, делая его видимым для человеческого глаза. Все эти работы возможны благодаря приличному технологическому оснащению нашей лаборатории».

Иван Мухин

Старший научный сотрудник АУ Владимир Неплох добавляет: гибкие оптоэлектронные приборы сейчас крайне актуальны.

«Они находят свое применение не только в ИК-структурах, но и в дисплеях и сенсорных экранах. Мы считаем, что структуры на основе ННК в ближайшем будущем создадут новое поколение устройств и заменят существующие решения», ― говорит он.

Прозрачность пленки имеет очень важное значение. Существующие образцы не пропускают излучение: подобно листку бумаги они полностью преграждают дорогу лучу. Сквозь образец, полученный петербургскими учеными, свет проходит, что делает использование намного проще.

«Настройка оптических систем, юстировка занимает зачастую многие часы, чтобы просто перенаправить луч, а это приходится делать почти каждый день. Часто надо его отразить от нескольких зеркал под определенным углом. Это очень тонкая настройка. В случае с ИК приходится работать фактически вслепую, ― рассказывает Мария Тимофеева, сотрудник Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). ― Намного удобнее вести настройку, когда установка включена и мы видим преобразованный луч. Просто поставить непрозрачную карточку не всегда удобно, ведь иногда, настроив один блок установки, надо юстировать другой, желательно контролируя, как в это время идет луч. Таким образом с прозрачной карточкой мы убиваем сразу двух зайцев: мы видим свет и не преграждаем ему путь ― на рынке мы аналогов с подобным характеристиками не встречали. Это важный этап ― переход от фундаментальной работы с одиночными частицами к реальной технологии сантиметрового масштаба».

Статья: V.V. Fedorov, A. Bolshakov, O. Sergaeva, V. Neplokh, D. Markina, S. Bruyère, G. Saerens, M.I. Petrov, R. Grange, M. Timofeeva, S.V. Makarov, I.S. Mukhin. Gallium Phosphide Nanowires in a Free-Standing, Flexible, and Semitransparent Membrane for Large-Scale Infrared-to-Visible Light Conversion, ACS Nano, 2020/10.1021/acsnano.0c04872

Перейти к содержанию

Применение инфракрасного излучения в медицине

Применение инфракрасных лучей в лечебных целях. Исследования свойств инфракрасных лучей, применяемых в инфракрасных саунах, проводили и проводят научные медицинские лаборатории США, Японии, Европы.

Применение инфракрасных лучей в лечебных целях

Исследования свойств инфракрасных лучей, применяемых в инфракрасных саунах, проводили и проводят научные медицинские лаборатории США, Японии, Европы. Ученые подтвердили эффективное лечебное воздействие на заболевания, речь о которых пойдет в этой статье.

Нарушения сердечно-сосудистой системы.

Инфракрасное тепло помогает уменьшать уровень холестерина в крови, а это, в свою очередь, значительно уменьшает риск заболеваний сердца (инфаркт, заболевания коронарных сосудов и т. п. ), а также снижает высокое кровяное давление. Как дополнительный эффект можно отметить, что в процессе расширения сосудов происходит тренировка отвечающих за этот процесс мышц, в результате стенки сосудов становятся более подвижными и эластичными. Улучшается микроциркуляция крови.

Многие из тех, кто занимается бегом, делают это для укрепления сердечно-сосудистой системы, а не для строительства больших мускулов ног. Регулярное пользование ИК может создать аналогичную нагрузку на сердечно-сосудистую систему. По мере того, как Ваше тело увеличивает производство пота, чтобы охладить себя, Ваше сердце работает все активнее для усиления циркуляции крови, сравнимое по эффекту с продолжительными физическими упражнениями. Пульс, кровообращение и обмен веществ увеличиваются, в то время как диастолическое давление крови падает, что улучшает общее сердечно-сосудистое состояние.

Гипертоническая болезнь.

Инфракрасное тепло обладают выраженным нормализующим влиянием на давление — повышенное снижают, сниженное повышают и не изменяют нормальное давление в кровеносных сосудах.

Кровообращение.

Прогревание инфракрасными волнами в ИК кабине расширяет сосуды стимулируя улучшение циркуляции крови, особенно в периферийных областях и капиллярах. Сеансы в ИК сауне эффективное средство устранения недостаточной циркуляции крови в конечностях («холодные ноги», характерные для пожилых людей).

Варикозная болезнь.

Уже после 8-10 процедуры в инфракрасной сауне уменьшается усталость, боли в ногах, идет на спад отечность, прекращается зуд кожных покровов. Для поддержания тонуса вен после 10 процедур рекомендуется прием хотя бы 2 процедур в неделю в течении длительного времени для закрепления полученного эффекта. При наличии трофических язв инфракрасное тепло не противопоказано. При лечении инфракрасным теплом уменьшаются негативные последствия варикозного расширения вен, улучшается циркуляция крови особенно в периферийных областях и капиллярах.

Анемия.

При использовании инфракрасного тепла стабилизируется работа иммунной системы, повышается общая сопротивляемость организма неблагоприятному воздействию внешней среды, стабилизируется обмен веществ, уменьшается анемия, улучшается работа клеток тела.

Бронхиты, бронхиальная астма, хронические пневмонии, эмфизема легких, пневмосклероз
Режим приема инфракрасной сауны для лечения этих заболеваний — постепенное увеличение температуры воздуха от 40 до 70 гр. и времени от 20 до 40 мин. В зимнее время года рекомендуется принимать инфракрасные сауны с доставкой домой автотранспортом, чтобы избежать контрастного воздействия холодного уличного воздуха.

Ухо, горло, нос.

Инфракрасное излучение может быть использовано в качестве средства лечения хронического воспаления среднего ухо и горла, помогает бороться с кровотечением из носа.

Простудные заболевания.

Инфракрасное тепло увеличивает сопротивляемость организма инфекциям и сдерживает процесс размножения вирусов. Вирусы и бактерии становятся вялыми, ослабевают или погибают совсем. Количество белых кровяных телец в организме увеличивается. Они вступают в борьбу с инфекцией и помогают предотвратить простуду или грипп. Регулярное прогревание в инфракрасной сауне позволяют избегать простудных заболеваний и могут помочь бороться с этими болезнями едва они начались, сокращая время выздоровления. Эффективнее излечиваются заболевания, для которых традиционно применяется прогревание организма — бронхиты, пневмония, насморк и т. п. Глубокое прогревание организма способствует повышению температуры тела до 38,5 С, имитируя собственную защитную функцию организма, при этом разрушается большинство вторгшихся болезнетворных микроорганизмов.

Иммунная система

Метод прогревания инфракрасными лучами можно сравнить с реакцией организма на лихорадочное состояние. Благодаря этой реакции организм приобретает способность бороться с бактериями и вирусами, затормаживать темпы их размножения и в то же время увеличивать количество лейкоцитов, борющихся с инфекционными болезнями. Во время прогревания в ИК кабине в крови увеличивается содержание гемоглобина, а также эритроцитов, снабжающих органы кислородом. Иммунная система станет работать эффективней, повысится сопротивляемость организма болезням. В комбинации с удалением токсинов и шлаков, вызванном обильным потоотделением, это укрепляет Ваше здоровье и повышает сопротивляемость болезням.

Расстройства нервной системы.

Нахождение в инфракрасной сауне успокаивающе действуют на нервную систему, мягкая атмосфера снимает напряженность, создает ощущение отдыха и комфортности организма. Посещение ИК сауны дает приятные ощущения и чувство удовольствия, что оказывает профилактическое и лечебное действие инфракрасных лучей, устраняя бессонницу, стресс, нервозность, нервный тик.

Снятие стресса и усталости.

Всего несколько минут воздействия инфракрасного тепла дадут Вам эффект общего массажа, успокаивая натянутые нервы и напряженные мышцы.

Детоксикация организма.

Возрастающая циркуляция крови стимулирует потовые железы активнее выводить токсины и шлаки. Потоотделение способствует выведения ядов, так как с потом выделяются потенциально канцерогенные тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, никель, кадмий), а также жир, спирт, никотин, натрий, серная кислота, холестерол и т. д. Исследователи утверждают, что при регулярном использовании инфракрасных кабин, выводятся даже соли тяжелых металлов.

Нарушения пищеварения.

Очень эффективно влияет инфракрасное тепло на лечение гастрита и на заживление язвы желудка или двенадцатиперстной кишки в состоянии ремиссии. При этом надо помнить, что для полного эффекта необходимо наладить нормальное питание.

Уменьшается метеоризм, холецистит, стимулируется работа толстого кишечника.

Заболевания почек.

Потоотделение освобождает организм от токсинов и шлаков, выходят вредные кислоты уменьшая тем самым нагрузку на почки.

Желчный пузырь.

Застойный желчный пузырь приводит к атонии и дискинезии желчных путей. Такие больные страдают запорами. Если еще нет камней крупных размеров — великолепным средством лечения являются тюбажи в сочетании с инфракрасным теплом.

Проблемы излишнего веса.

Когда Вы расслабляетесь в мягком тепле ИК, Ваше тело активно работает, вырабатывая пот, перекачивая кровь, сжигая калории. Использование инфракрасной кабины ведет к возрастанию потребления энергии, в том числе и на потоотделение, которое сжигает калории (от 500 до 2400 ккал за сеанс). Выработка пота требует 0,586 ккал. Регулярное использование кабины может помочь Вам сбалансировать вес. За один сеанс можно потерять до 1 кг веса. В то время как вес от потери воды может быть восстановлен регидрацией, калории не будут потребляться.

Инфракрасное тепло с успехом используется для лечения ожирения и целлюлита.

Процесс основан на естественной корреляции между температурой тела и интенсивностью разложения поверхностных жировых отложений в проблемных зонах. Инфракрасное излучение проникает в ткани на глубину до 5 см. и вызывает естественное ускорение процессов уменьшения жировых отложений. Терапия позволяет уменьшать объем в проблемных зонах, способствует переводу плотных жиров в мобильное состояние, разогревает «холодный» целлюлит, улучшает циркуляцию крови, упругость и эластичность кожи. Одновременно достигается улучшение сна, нормализация обмена и естественное снижение аппетита

5 показаний для использования инфракрасной лампы | Med-magazin.ua

Автор:


Дата публикации: 11.05.2017

Для проведения физиопроцедур в домашних условиях при многих недугах врачи рекомендуют применять инфракрасные лампы. Они запускают процесс оздоровительных реакций посредством теплового локального воздействия. Прибор генерирует интенсивный свет, который проникает в глубокие слои кожи, способствует расширению сосудов, улучшению кровотока, устранению очага воспаления. Данные устройства работают по точечному принципу – мощный пучок энергии направлен на борьбу с болевыми ощущениями, усиливает защитные функции и сопротивляемость к различным заболеваниям.

 

 

Конструкция инфракрасной лампы

 

Тем, кто не сталкивался никогда с данными лечебными устройствами, интересно понять — что такое инфракрасная лампа? Современные модели представляют собой устойчивые конструкции с не нагревающимся корпусом. Это важно при проведении процедур детям. Стеклянная колба с мощным рассеивателем обеспечивает глубокое проникновение в ткани световых потоков. Встроенный таймер обеспечивает точное время проведения процедуры, а высокая мощность помогает достичь максимальной эффективности воздействия. Несколько степеней наклона (до 5 положений) позволяет направить луч лампы на нужный участок.

 

 

 

 

Чем полезно ИК излучение?

 

Тепловое инфракрасное излучение ускоряет физико-химические процессы в организме. Происходит регенерация (заживление) тканей, ускоряется рост клеток и кровоток. Выработка биоактивных веществ способствует тому, что лейкоциты и лимфоциты поступают к поражённому очагу. Происходит расширение просвета сосудов, благодаря чему улучшается кровоснабжение и снижается давление. Снимается физическое напряжение, улучшается психоэмоциональное состояние и происходит мышечная релаксация. За счёт ИК тепла улучшается сон и поднимается настроение. Физиопроцедуры с применением ИК лампы обеспечивают следующие терапевтические эффекты: 

 

— Противовоспалительный;

— Активирующий кровоток;

— Трофический;

— Биостимулирующий;

— Спазмолитический;

— Дезинтоксикационный;

— Усиливающий защитные функции организма.

 

Лечение с использованием данных приборов – эффективное дополнение к медикаментозной терапии, помогающее существенно снизить количество болеутоляющих средств.

 

 

Когда назначают применение ИК ламп?

 

 

Данные приборы имеют широкую сферу назначений. Рассмотрим наиболее распространённые проблемы, для решения которых они применяются.

 

1. Боли в суставах и мышцах

 

При болях в мышцах, судорогах тепловое излучение помогает мышечным тканям расслабиться, за счёт интенсивного кровотока они начинают активно снабжаться питательными веществами, кислородом. Проходит боль и расслабляются спазмирующие мышцы. Длительность процедуры зависит от степени болевых ощущений, обычно 15-20 мин. При радикулите, болях в плечевой, поясничной области — расстояние прибора от больного участка тела 20-25 см. Область облучения не обязательно должна быть обнажена. Чтобы не допустить ожог, лучше делать прогревание через хлопковую ткань. Артриты, артрозы и другие заболевания, вызывающие боли в суставах – одни из основных показаний для применения ламп инфракрасного излучения. Создаваемый под влиянием ИК лучей, интенсивный кровоток и поступающие к тканям лейкоциты помогают уменьшить воспалительный процесс и вывести из них токсины. Процедуру проводят 20-30 мин.

 

2. ОРЗ, грипп, заболевания ЛОР органов

 

Научно доказана эффективность ИК облучателя при заболеваниях простудного и вирусного характера — ринита, кашля, отита, тонзиллита. Соблюдайте осторожность, направляя пучок света, если участки тела не защищены тканью. От лампы до проблемного участка расстояние не менее 25-30 см, но всё зависит от индивидуальной переносимости температуры и предусмотренных в приборе режимов. Точнее о расстоянии и времени процедуры читайте в инструкции. Если процедура проводится для области носа, защитите глаза повязкой. Первый сеанс терапии — 5 мин, постепенно доводят время до 15 мин.

 

3. Кожные повреждения и заболевания

 

ИК лампы используют при кожных проблемах: незаживающих ранах, раздражениях, угревой сыпи и для эффективности косметических процедур. Приборы помогают при ожогах, обморожениях, язвах и зудящих дерматозах. Свет, воздействуя на кожу, помогает в лечении псориаза, экземы для заживления послеоперационных ран. Но в этих случаях, перед использованием проконсультируйтесь с врачом. Перед косметическими процедурами и для борьбы с угревой сыпью длительность сеанса должна быть 5-10 минут. В дополнении к комплексной терапии для избавления от целлюлита воздействие на каждый участок 10-15 мин.

 

4. Повышенное давление

 

Использование инфракрасной лампы помогает при гипертонии, склонности к «скачкам» давления. Воздействие ИК лучей снижает риск гипертонического криза, не допуская прогрессирование заболевания. Их рекомендуют использовать для улучшения состояния при атеросклерозе, ишемической болезни сердца. Врачи отмечают, что регулярные курсы лечения по 7-10 сеансов, перерыв между которыми 5-7 дней, существенно улучшают состояние сосудов и нормализуют артериальное давление. Будьте осторожны при прогревании грудной клетки, не следует направлять свет на область сердца и внутреннюю, чувствительную часть руки. Время облучения 10-15 мин.

 

5. Воспалительные процессы внутренних органов не гнойного характера

 

Излучение инфракрасное оказывает терапевтическое действие не только на внешние слои кожных покровов. Они эффективны при хронических негнойных и подострых воспалениях, происходящих во внутренних органах. Среди них болезни почек, лёгких, мочеполовой системы и пр.

Инфракрасные лучи благотворно влияют на состояние организма в целом, успокаивающе действуют на нервную систему, снимают напряжение, проявления климакса и помогают при неврозах.

Противопоказания к применению

Существуют заболевания и состояния, при которых использование инфракрасных излучателей нежелательно и опасно. К ним относятся:

 

• Хронические заболевания в момент обострения;

• Заболевания крови;

• Гнойные процессы, при которых нет оттока содержимого;

• Новообразования, онкологические заболевания;

• Туберкулёз в активной стадии;

• Склонность к кровотечениям;

• Период беременности;

• Почечная, сердечная, лёгочная недостаточность;

• Приём некоторых препаратов: иммуномодуляторов, гормональных, цитостатиков;

• Индивидуальная непереносимость.

 

 

Как пользоваться лампой ИК излучения

 

При первом использовании иногда наблюдается кратковременное ухудшение самочувствия и незначительное усиление боли. Это реакция организма на спазм сосудов, происходящих в эпидермисе, дерме, вызванный инфракрасным излучением. Через 3-4 часа всё приходит в норму, при последующем использовании начинается улучшение. Курс лечения 10-15 процедур по 15-30 мин, а расстояние от лампы до больного участка 20-30 см. Следует учитывать возраст, чувствительность, состояние кожи человека. Если необходимо использовать лампу для лечения ребёнка, чтобы не допустить ожог, ставьте её на расстоянии — 30 см, как и в случае кожных заболеваний, для заживления ран. При болевых ощущениях в мышцах, суставах оптимальное расстояние 20- 25 см. ИК лампы различной мощности, дизайна и функций можно приобрести в сети «Ваше здоровье» или заказать на сайте интернет-магазина.

инфракрасное излучение и его польза для здоровья

Инфракрасные лучи вокруг нас повсюду, поскольку главный их источник — солнце — с нами каждый день. А кроме того, мы чувствуем их в прямом смысле слова кожей, потому что воспринимаем инфракрасное излучение как тепло. На этом основывается принцип работы инфракрасных обогревателей и ламп — как медицинских, так и обычных бытовых.

Чем инфракрасные волны полезны для здоровья?

Они активизируют защитные силы организма и помогают естественному иммунитету, усиливают кровоток, ускоряют обмен веществ и оказывают противовоспалительное действие. Снижаются болевые ощущения, организм получает мощный стимул к очищению и выздоровлению во время простудных заболеваний и при гриппе. По сути, вы прогреваете участок тела, которому требуется помощь, и заставляете остальные системы и органы включаться в процесс лечения.

Опасность при использовании инфракрасных ламп — перегрев и сопутствующая этому кожная реакция. Поэтому лечебные сеансы лучше проводить по рекомендации врачей, под их наблюдением и в течение ограниченного времени.

В числе главных плюсов при использовании инфракрасных волн:

  • стабилизация, выравнивание артериального давления за счет влияния на сосуды;
  • повышение иммунитета;
  • контроль над воспалительными процессами, ускорение заживления повреждений кожи, послеоперационных участков;
  • воздействие на гормональный фон человека, его нормализация;
  • восстановление способности организма к самоочищению;
  • противомикробное и противогрибковое действие.

А теперь задумайтесь, почему даже бытовые инфракрасные лампы пользуются такой популярностью. Ведь противомикробное действие не зависит от того, на что воздействует излучение — предметы, кожа человека или воздух вокруг. Так что, выходит, вы получаете не только тепло, но и поддержание здорового фона в вашей квартире. Это и спасение при астме, и помощь при аллергических реакциях. Только следует различать между собой коротковолновые, средневолновые и длинноволновые обогреватели: первые и вторые ориентируются на быстрый и сильный нагрев помещения или улицы, такие приборы используют в холодное время для уличных мероприятий. Они не рассчитаны на прямое воздействие на организм человека и представляют для него опасность. А вот длинноволновые, распространенные в качестве домашних обогревателей, обеспечивают все описанные выше плюсы.

Когда нельзя?

Лампы инфракрасного излучения могут и навредить здоровью, если не учесть списка противопоказаний. Их нельзя использовать, когда воспалительный процесс зашел слишком далеко и создал вокруг себя гнойник или существенно нарушил работу внутренних органов. Да и при открытых кровотечениях, онкологии и тяжелых формах заболеваний крови применять инфракрасное излучение в качестве лечения нельзя. Противопоказанием будет также кожная реакция, появившаяся во время первого сеанса лечения: в таком случае лучше его прервать, чем рисковать.

Еще одно «нельзя» связано с уже упоминавшейся опасностью получить ожог, если слишком много времени провести под такого рода лампой.

Для чего эффективно применение инфракрасных ламп?

Прибор прогревает отдельный участок тела, помогая организму победить болезнь или болевые ощущения. Инфракрасное излучение прописывают в качестве физиотерапии для лечения суставов, при ушибах и растяжениях, поскольку обменные процессы в тканях ускоряются и стимулируют их заживление и восстановление. В списке болезней, при которых назначают инфракрасное излучение как лечебную процедуру, присутствуют вегетососудистая дистония (проблемы с тонусом сосудов), гипертония, варикоз и отеки, бронхиальная астма, всевозможные простудные заболевания и грипп, заболевания желчного пузыря, почек и мочеполовой сферы, целлюлит и последствия повышенного веса. Сама по себе инфракрасная лампа не решит всех проблем, но окажет поддержку при сопутствующем лечении, усиливая его эффект и помогая организму окончательно победить болезнь.

Стекло, задерживающее и пропускающее тепловые лучи

Уже было сказано, что невидимые инфракрасные лучи спектра несут с собой теплоту. Каждый источник света, будь то лампа или расплавленный металл, пламя свечи или расплавленная стеклянная масса — все это излучает невидимые тепловые инфракрасные лучи.

Для работы в горячих цехах рабочих необходимо в первую очередь защитить от тепловых лучей, чтобы они не страдали от чрезмерной, обессиливающей, вредной жары. В операционной, при длительной операции, яркая лампа нагревает помещение, сушит рану, жжет руки хирургу…

В жарких странах через оконные стекла накаливаются комнаты солнечными лучами…

Как избежать этого? Какой фильтр придумать, чтобы он, пропуская световые лучи, задерживал тепловые? Ученые справились и с этой задачей. Они создали стекло, задерживающее тепловые инфракрасные лучи, для чего в его состав было введено железо.

Если солнечный луч направить через стеклянную призму, то, как известно, на противоположной стене можно увидеть радугу. Если между призмой и изображением радуги поставить это новое стекло, радуга делается как бы резко обрезанной со стороны красных лучей. Следовательно, это стекло поглощает не только часть видимых красных лучей радуги, но и тепловые инфракрасные лучи.

В ряде случаев, наоборот, необходимо в технике пользоваться как раз невидимыми инфракрасными лучами. Инфракрасные лучи обладают замечательной способностью совершенно свободно проходить через туман, тогда как видимые лучи не проходят. Поэтому ученые давно начали разрабатывать способ видения в тумане. Когда пароход входит в порт в туманный день, можно было бы воспользоваться инфракрасными лучами, которым туман не мешает, и сквозь него увидеть вход в гавань. При полете самолета в облаках, при снижении на аэродром в туманную погоду инфракрасные лучи также могли бы оказать неоценимую услугу.

Источником инфракрасных лучей может быть мощная электрическая лампа, устроенная несколько более сложно, чем обычная. Ее назначением должно быть испускание одних только невидимых инфракрасных лучей. А для этого необходимо было изготовить стекло, которое задержит все остальные — видимые — лучи. С этой целью начались долгие исследования и в конце концов были найдены материалы, пропускающие инфракрасные лучи и задерживающие видимый свет. Такими оказались стекла с примесью марганца — марблит, а также стекла, в состав которых было введено большое количество окиси свинца.

Стекло с примесью свинца или марганца, пропускающее инфракрасные лучи, дает возможность делать фотоснимки в полной темноте и в тумане. Этим легко воспользоваться на войне, потому что незаметно для противника можно сфотографировать его военный корабль, лагерь, аэродром.


Однако мало освещать предмет в тумане инфракрасными лучами. Ведь глаза видят изображения только тогда, когда от предмета в глаз попадает отброшенный, отраженный, луч света. Поэтому необходимо иметь приспособление, улавливающее отраженные инфракрасные лучи и усиливающее их. Только после этого их можно каким-либо способом перевести или в видимые лучи, или в электрический ток.

В состав стекла прибавлялись разные вещества, но сделать ничего не удавалось, — стекло продолжало поглощать отраженные инфракрасные лучи.

Тогда начались поиски новых веществ, пропускающих эти лучи. Изучали различные искусственные пластмассы и природные минералы. После долгой и напряженной работы удалось, наконец, найти в природе вещество, пропускающее в достаточной степени и отраженные инфракрасные лучи. Этим веществом оказался минерал флюорит, состоящий из фтористого кальция.

На поиски этого минерала были отправлены многочисленные геологические экспедиции. Одной из них посчастливилось в уральских горах найти небольшую скалу из чистейшего прозрачного флюорита. Из кристаллов флюорита стали шлифовать линзы, призмы, пластинки, клинья и разные другие детали для специальных приборов, так как этот минерал обладает способностью, как очень немногие вещества, пропускать любые лучи спектра.

Из флюорита сделали и специальный прибор, который стал пропускать отраженные инфракрасные лучи. Попадая на предмет, который нужно было видеть в тумане, инфракрасные лучи, отражаясь от него, проходили через оптику с флюоритом и падали на специальный аппарат, названный фотоэлементом, где возникал фототок, уже видимый глазом.

Так с помощью флюорита была разрешена сложнейшая задача — видеть невидимые в тумане предметы.

Но, к сожалению, запасы флюорита на исходе, и в настоящее время перед химиками встала новая, сложнейшая задача искусственного приготовления флюорита или какого-либо другого материала, также пропускающего более отдаленные от видимого спектра инфракрасные лучи.

Что такое инфракрасное излучение (ИК)?

Инфракрасное излучение (ИК), иногда называемое просто инфракрасным, представляет собой область спектра электромагнитного излучения, длина волны которой составляет от 700 нанометров (нм) до 1 миллиметра (мм). Инфракрасные волны длиннее видимого света, но короче радиоволн. Соответственно, частоты инфракрасного излучения выше, чем у микроволн, но ниже, чем частоты видимого света, в диапазоне примерно от 300 ГГц до 400 ТГц.

Инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, хотя более длинные инфракрасные волны могут восприниматься как тепло.Однако он имеет некоторые общие характеристики с видимым светом, а именно: инфракрасный свет может быть сфокусированным, отраженным и поляризованным.

Длина волны и частота

Инфракрасный порт можно разделить на несколько спектральных областей или диапазонов в зависимости от длины волны; однако нет единого определения точных границ каждой полосы. Инфракрасное излучение обычно делится на ближнее, среднее и дальнее. Его также можно разделить на пять категорий: ближняя, коротковолновая, средняя, ​​длинноволновая и дальняя инфракрасная.

Ближний ИК-диапазон содержит диапазон длин волн, наиболее близкий к красному концу спектра видимого света. Обычно считается, что он состоит из длин волн от 750 до 1300 нм или от 0,75 до 1,3 мкм. Его частота колеблется от 215 до 400 ТГц. Эта группа состоит из самых длинных волн и самых коротких частот, и они производят меньше всего тепла.

Видимый и невидимый свет

Промежуточный ИК-диапазон , , также называемый средним ИК-диапазоном, охватывает длины волн от 1300 до 3000 нм — или 1.От 3 до 3 мкм. Частоты варьируются от 20 ТГц до 215 ТГц.

Длины волн дальнего ИК-диапазона, которые наиболее близки к микроволнам, составляют от 3000 нм до 1 мм, или от 3 до 1000 микрон. Частоты варьируются от 0,3 ТГц до 20 ТГц. Эта группа состоит из самых коротких волн и самых длинных частот, и они выделяют больше всего тепла.

Использование инфракрасного излучения

Инфракрасный используется во множестве приложений. Среди наиболее известных — тепловые датчики, тепловизионное оборудование и оборудование ночного видения.

В коммуникациях и сетях инфракрасный свет используется в проводных и беспроводных операциях. В пультах дистанционного управления используется ближний инфракрасный свет, передаваемый с помощью светодиодов, для отправки сфокусированных сигналов на домашние развлекательные устройства, такие как телевизоры. Инфракрасный свет также используется в оптоволоконных кабелях для передачи данных.

Электромагнитный спектр и видимый свет

Кроме того, инфракрасное излучение широко используется в астрономии для наблюдения за объектами в космосе, которые не могут быть обнаружены полностью или частично человеческим глазом, включая молекулярные облака, звезды, планеты и активные галактики.

История технологии инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом сэром Уильямом Гершелем в 1800 году. Гершель знал, что солнечный свет можно разделить на отдельные компоненты, и этот шаг достигается путем преломления света через стеклянную призму. Затем он измерил температуру созданных разных цветов. Он обнаружил, что температура увеличивалась по мере перехода от фиолетового, синего, зеленого, желтого, оранжевого и красного света к синему, синему, желтому, оранжевому и красному. Затем Гершель пошел еще дальше, измерив температуру в части за пределами красной области.Там, в инфракрасной области, он обнаружил, что температура была самой высокой из всех.

Что такое инфракрасное излучение?

Что такое инфракрасное излучение?

Что такое инфракрасное излучение?

Свет, который мы видим нашими глазами, на самом деле составляет очень небольшую часть того, что называется «электромагнитным спектром». Электромагнитный спектр включает в себя все типы излучения — от рентгеновских лучей, используемых в больницах, до радиоволн, используемых для связи, и даже микроволн, с помощью которых вы готовите пищу.

Излучение в электромагнитном спектре часто классифицируется по длине волны. Коротковолновое излучение имеет самую высокую энергию и может быть очень опасным — гамма, рентгеновские лучи и ультрафиолет являются примерами коротковолнового излучения. Более длинноволновое излучение имеет меньшую энергию и обычно менее вредно — например, радио, микроволны и инфракрасное излучение. Радуга показывает оптическую (видимую) часть электромагнитного спектра, а инфракрасный (если бы вы могли его видеть) был бы расположен сразу за красной стороной радуги.

Хотя инфракрасное излучение не видно, люди могут ощущать его — как тепло. Если вы хотите «воочию ощутить инфракрасное излучение», положите руку рядом с горячей духовкой!

Зачем изучать инфракрасное излучение из космоса?

Астрономы обнаружили, что инфракрасное излучение особенно полезно при попытке исследовать области нашей Вселенной, окруженные облаками газа и пыли. Из-за большей длины волны инфракрасного излучения он может проходить сквозь эти облака и обнаруживать детали, невидимые при наблюдении других типов излучения.Особенно интересны области, где формируются звезды и планеты, а также ядра галактик, где, как считается, могут находиться огромные черные дыры.

На изображении слева показано оптическое изображение звездообразования.
область. Та же самая область показана справа
в инфракрасном излучении.
Обратите внимание, как инфракрасные наблюдения проникают сквозь затемняющее облако
и
раскрыть много новых деталей.

Как Близнецы лучше «видят» инфракрасное излучение?

Астрономы используют специальные датчики для обнаружения инфракрасного излучения из космоса, но это непросто.Поскольку тепло выделяется многими объектами (включая телескоп и сами камеры), все должно быть тщательно спроектировано и / или охлаждено до очень низких температур.

Близнецы особенно хорошо работают при наблюдении за инфракрасным излучением. Это включает в себя выбор места для телескопов. Оба прицела расположены на высоких горах, где воздух очень сухой. Поскольку водяной пар атмосферы поглощает или «впитывает» инфракрасное излучение, это было очень важным соображением при выборе места для установки телескопов Gemini.Gemini также будет использовать специальное серебряное покрытие на своих зеркалах, чтобы отражать значительно больше инфракрасного излучения, чем металлы (обычно алюминий), используемые в большинстве других зеркал телескопов.

Вернуться к общедоступной странице


Питер Мишо / [email protected] / 8 февраля 1999 г.

Инфракрасный | COSMOS

Инфракрасное излучение — это форма электромагнитного излучения с длинами волн больше, чем у красного края видимой части электромагнитного спектра, но короче микроволнового излучения.Этот диапазон длин волн составляет примерно от 1 до нескольких сотен микрон и условно подразделяется (стандартного определения не существует) на ближний инфракрасный (1-5 микрон), средний инфракрасный (5-40 микрон) и дальний инфракрасный (от 40 до 350). микрон).

Электромагнитный спектр

Свет в ближнем инфракрасном диапазоне исходит от относительно холодных (750–3000 Кельвинов) объектов в нашей Вселенной, таких как красные гиганты и холодные красные звезды. Излучение в среднем инфракрасном диапазоне исходит от пыли (140-750 Кельвинов), нагретой звездами, протопланетными дисками, планетами и кометами.Из-за большей длины волны и, следовательно, более низкой частоты (f = c /, где c — скорость света и — длина волны) и энергии (E = hxf, где h — постоянная Планка) дальнего инфракрасного излучения, он отслеживает даже более холодные объекты. (12 — 140 Кельвинов), такие как облака холодного молекулярного газа и облака пыли.

Дискавери

Около 1800 года британский астроном, родившийся в Германии, Уильям Гершель открыл инфракрасное излучение. Он сделал это с помощью простого эксперимента, в котором он рассеивал солнечный свет через призму и помещал термометр в место каждого цвета.Он заметил, что температура термометра повысилась, когда он это сделал, что не было неожиданностью, поскольку солнечный свет несет тепло. Однако, когда он поместил термометр за пределы красного края спектра, где не было видимого солнечного света, температура термометра все еще повысилась! Гершель открыл инфракрасное излучение — излучение за пределами красного конца видимого спектра.

Подпись
Кредит: Инфракрасный центр обработки и анализа, Калифорнийский технологический институт / Лаборатория реактивного движения.

Сегодня инфракрасное излучение, пожалуй, наиболее известно тем, что позволяет людям видеть ночью через военные очки ночного видения.Они эффективно преобразуют инфракрасное излучение в видимые длины волн видимого диапазона.

Подпись
Предоставлено: © Евро-Средиземноморский центр динамики островных прибрежных районов, Мальта. Воспроизведено с разрешения автора.

Инфракрасная технология и тепловизионные камеры: как они работают

Как и видимый свет, инфракрасное (ИК) излучение, иногда называемое инфракрасным светом, является разновидностью электромагнитного излучения. Инфракрасные волны длиннее видимого света — слишком длинные, чтобы их мог увидеть человеческий глаз, который реагирует только на небольшую часть электромагнитного спектра.Инфракрасные детекторы позволяют «видеть» в темноте, преобразовывая тепло, излучаемое естественным образом любым объектом с температурой выше абсолютного нуля, в электронный сигнал, который затем используется для создания изображения.

Открытие

Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году британским астрономом сэром Уильямом Гершелем. Он направил солнечный свет через призму и поместил термометр за пределами красного края видимого спектра. Температура была заметно высокой.Вы можете почувствовать тот же эффект, что и в эксперименте Гершеля, когда солнце освещает вашу кожу. Инфракрасное излучение заставляет связи между молекулами двигаться, высвобождая энергию, которая ощущается как тепло.

Принцип

Все предметы обихода излучают тепловую энергию — даже кубики льда! Чем горячее объект, тем больше тепловой энергии он излучает. Энергия, излучаемая объектом, называется тепловой или тепловой сигнатурой объекта. Два соседних объекта могут иметь разные тепловые сигнатуры.

Животное, мотор или машина, например, вырабатывают собственное тепло, биологически или механически. Такие объекты, как почва, камни и растения, поглощают тепло от солнца днем ​​и выделяют его ночью.

Учитывая, что разные материалы поглощают и выделяют тепловую энергию с разной скоростью, область, температура которой кажется однородной, на самом деле состоит из мозаики разных температур.

Спектр

Инфракрасный спектр можно разделить на три основных области.Точные границы между этими спектральными областями могут незначительно отличаться в зависимости от приложения. Спектральный диапазон, используемый в инфракрасной термографии, обычно составляет от 0,9 мкм до 16 мкм и, более конкретно, в диапазонах от 2 мкм до 5 мкм и от 7 мкм до 15 мкм.

NIR = ближний инфракрасный диапазон

SWIR = коротковолновый инфракрасный

MWIR = средневолновый инфракрасный

(V) LWIR = (очень) длинноволновый инфракрасный порт

Тепловое обнаружение

Тепловые или инфракрасные системы обнаружения используют датчики для регистрации излучения в инфракрасной части электромагнитного спектра.Инфракрасная камера определяет тепловую энергию или тепло, излучаемое наблюдаемой сценой, и преобразует их в электронный сигнал. Затем этот сигнал обрабатывается для создания изображения. Тепло, улавливаемое инфракрасной камерой, можно измерить с высокой степенью точности. Это означает, что инфракрасные камеры можно использовать для таких вещей, как проверка тепловых характеристик и определение относительной серьезности проблем, связанных с нагревом. Чем выше температура тела или предмета, тем больше излучения они излучают.

Вопреки распространенному мнению, инфракрасные камеры не могут видеть сквозь стены или другие твердые предметы. Они могут только измерить тепло, излучаемое наблюдаемой сценой. Например, тепловое изображение стены покажет поток тепла через стену, если за ней находится источник тепла, но он не может «видеть» сам источник тепла.

Однако в части электромагнитного спектра от 0,7 мкм до 4 мкм инфракрасное излучение измеряется в соответствии с светом, отраженным от материала или наблюдаемой сцены.Эта возможность очень полезна в полупроводниковой, стекольной и сталелитейной промышленности.

Тепловизор

Тепловизоры изготавливаются с охлаждаемыми или неохлаждаемыми инфракрасными детекторами. Охлаждаемые детекторы обеспечивают лучшее качество изображения и точность, в то время как неохлаждаемые детекторы менее точны, но и менее дороги.

  • Охлаждаемые инфракрасные детекторы должны быть соединены с криогенными охладителями для понижения температуры детектора до криогенных температур и уменьшения теплового шума до уровня ниже уровня сигнала, излучаемого сценой.
  • Неохлаждаемые детекторы изображений не требуют криогенного охлаждения. В их конструкции используется микроболометр — особый тип болометра, чувствительный к инфракрасному излучению.

Когда датчик камеры улавливает инфракрасное излучение, данные преобразуются в цветное представление сцены. Перед съемкой изображения можно настроить камеру, чтобы показать различные градиенты температуры. И, в зависимости от требуемой степени точности, важным фактором может быть разрешение.Например, при промышленном обслуживании, когда проверяемые детали могут быть большими и иметь высокий тепловой контраст, достаточно тепловизионной камеры с низким пространственным разрешением (от 60×60 пикселей). Для более детального осмотра или наблюдения мелких деталей с одинаково небольшими перепадами температур необходимо более высокое пространственное разрешение (от 640×480 пикселей).

Хотите узнать больше? Загрузите нашу инфографику с нашими последними данными об инфракрасном рынке.

Инфракрасные волны: определение, использование и примеры — видео и стенограмма урока

Пульт дистанционного управления и связь

Наиболее распространенное использование инфракрасного порта в повседневной жизни — это пульты дистанционного управления.Они работают, посылая импульсы инфракрасного излучения, которые формируют сообщение на электронное устройство. Этим устройством может быть телевизор, проигрыватель Blu-ray или даже компьютер. Инфракрасный порт можно использовать для связи аналогичным образом. Отправляя эти же импульсы по оптоволоконным кабелям, передавая звук в звуковые системы или другие данные через волоконно-оптические высокоскоростные Интернет-услуги.

Ночное видение и тепло

Тепловизионное изображение Камеры используют инфракрасное излучение для наблюдения за тепловым излучением человеческого тела, как в медицинских целях, так и в камерах ночного видения.Их часто используют при изучении животных, в качестве камер наблюдения или на войне.

Астрономия

Инфракрасная астрономия помогла нам добиться значительных успехов в нашем понимании Вселенной. Астрономы могут смотреть на темную область неба в видимой части электромагнитного спектра, но обнаруживают, что эта область чрезвычайно активна в инфракрасном диапазоне. Большинство объектов, которые сильно нагреваются, излучают инфракрасные волны, но не все достаточно горячие, чтобы загореться.

У инфракрасной астрономии есть некоторые ограничения — телескопы необходимо размещать на больших высотах или на воздушных шарах, потому что атмосфера поглощает много инфракрасного излучения, прежде чем достигнет поверхности Земли.Лучший способ обойти это — запустить космические телескопы, такие как Космический телескоп Хаббла, который был запущен в 1990 году. Космические телескопы предоставили нам удивительно четкие изображения, поскольку в них нет никаких атмосферных эффектов.

Объекты, которые нам помогла обнаружить инфракрасная астрономия, включают темные и холодные пылевые облака, протозвезды, которые еще не излучают свет, и планеты, которые трудно увидеть в видимой части спектра из-за бликов от ближайших звезд.

Метеорология и изменение климата

Свет, который мы получаем от Солнца, в основном поглощается Землей.Но в физике мы знаем, что энергия всегда сохраняется , что означает, что она не может быть создана или уничтожена; он только перемещается с места на место. Итак, эта энергия должна куда-то уходить.

После некоторого времени, накопленного в движениях частиц в земле, энергия повторно излучается обратно в атмосферу. Но хотя энергия поступала в виде видимого света, земля испускает ее в виде инфракрасных волн. Это инфракрасное излучение затем улавливается парниковыми газами, такими как водяной пар, в атмосфере. Мы называем это парниковым эффектом .

В метеорологии инфракрасное излучение широко используется не только для исследований изменения климата. Энергия в погодных условиях Земли также может быть проанализирована с помощью инфракрасных изображений, чтобы определить температуру поверхности, а также типы и высоту облаков.

Краткое содержание урока

Инфракрасные волны — это лишь часть электромагнитного спектра; если быть точным, это волны с длиной волны от 700 нм (нанометров) до 1 мм. Человеческие глаза не могут это обнаружить — это просто за красной стороной радуги.Большинство теплых объектов излучают инфракрасное излучение, и 50% энергии, производимой солнцем, приходится на эту часть спектра.

У нас есть множество применений для инфракрасного излучения: камеры ночного видения, пульты дистанционного управления, инфракрасная астрономия и оптоволоконные кабели. Парниковый эффект связан даже с инфракрасными волнами, потому что парниковые газы поглощают инфракрасное излучение, излучаемое землей, и удерживают его на Земле.

Результаты обучения

Внимательно просмотрите этот урок об инфракрасных волнах, чтобы:

  • понять, что такое инфракрасные волны и откуда они берутся
  • Обсудите, как люди используют инфракрасные волны в повседневной работе
  • Укажите некоторые виды использования инфракрасных волн в области изменения климата, астрономии и метеорологии

Снижение вредного воздействия инфракрасного излучения на кожу с помощью бикосом, содержащих β-каротин — FullText — Skin Pharmacology and Physiology 2016, Vol.29, № 4

Абстрактные

Aim: В данной работе изучается влияние инфракрасного (ИК) излучения при температуре от 25 до 30 ° C на образование свободных радикалов (FR) в коже. Дополнительно оценивается влияние инфракрасного излучения при высоких температурах на деградацию коллагена кожи. В обоих экспериментах также оценивается защитный эффект от ИК-излучения фосфолипидных наноструктур (бикосом), включающих β-каротин (Bcb). Методы: Формирование FR на коже под воздействием ИК-излучения измерялось вблизи физиологических температур (25-30 ° C) с использованием спиновой ловушки 5,5-диметил-1-пирролин-N-оксида и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). спектроскопия. Исследование структуры коллагена проводили методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей с использованием синхротронного излучения. Результаты: Результаты ЭПР показали увеличение гидроксильного радикала в облученной коже по сравнению с нативной кожей. Коллаген кожи разрушался под воздействием инфракрасного излучения при высоких температурах примерно 65 ° C.Обработка Bcb уменьшила образование FR и сохранила структуру коллагена. Выводы: Формирование FR под действием ИК-излучения не зависит от повышения температуры кожи. Уменьшение FR и сохранение коллагеновых волокон в коже, обработанной Bcb, указывают на потенциал этой липидной системы для защиты кожи от воздействия инфракрасного излучения.

© 2016 S. Karger AG, Базель


Введение

Кожа предназначена для защиты организма от травм и действует как физический барьер против внешней среды.Солнечный свет повреждает кожу человека, что приводит к образованию свободных радикалов (FR), которые частично ответственны за эритему / отек, воспаление, фотостарение и кожные заболевания [1,2,3,4]. Негативное воздействие солнечного излучения на кожу обычно связано с воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения [1,2,3]. UVB-излучение в основном отвечает за повреждение ДНК в клетках, и путь, по которому происходит это повреждение ДНК, обсуждается во многих работах [5].

Однако кожа также подвергается воздействию инфракрасного (ИК) излучения.ИК-излучение может генерировать FR в коже, которые, в зависимости от дозы, способны инициировать каскад различных сигнальных путей, вызывая терапевтические или патологические эффекты [4,5,6,7,8,9]. FR, образованные инфракрасным излучением, могут составлять четверть количества FR, созданных дозой UVB / UVA в точке эритемы [10]. Некоторые исследования связывают образование FR с повышением температуры под действием ИК-излучения [4,7,8,10]. Вопрос о том, вызывает ли ИК-излучение образование СО напрямую или это результат теплового шока, индуцированного ИК-излучением, все еще остается открытым.Этот вопрос актуален, поскольку кожа ежедневно подвергается воздействию инфракрасного излучения солнечного света при физиологической температуре кожи. Точное измерение FR, индуцированных во время воздействия ИК-излучения при поддержании образца при физиологических температурах, может предоставить интересную информацию о прямом действии этого излучения, избегая температурного эффекта.

Инфракрасное излучение проникает в эпидермальный и дермальный слои кожи и проникает глубже, чем УФ; следовательно, он может повредить оба отдела кожи.Эпидермис содержит роговой слой, который является физическим барьером для тела [11]. Дерма является вторым внутренним слоем и содержит структурные белки, такие как коллаген и эластин. Коллаген составляет около 75% от общей сухой массы кожи и обеспечивает прочность и целостность тканей [12]. Этот белок может быть поврежден действием ИК-излучения за счет сверхэкспрессии матриксных металлопротеиназ (ММП), которая активируется FR [4,5,13]. Изменения в структуре или организации коллагена ответственны за изменения морфологии кожи, такие как обесцвечивание, потеря эластичности, морщины или нарушение барьерной функции [12,14,15].Регулярно ступенчатая структура коллагена вызывает периодические изменения электронной плотности, видимые при рассеянии рентгеновских лучей в виде острых пиков Брэгга. Профиль рентгеновского излучения здоровой кожи показывает характерный d-интервал около 65 нм и несколько отражений, связанных с этим расстоянием [12,15]. Положение, интенсивность и количество отражений типичной осевой периодичности кожного коллагена изменяются в зависимости от физиологии ткани или физических условий. Эти изменения указывают на макромолекулярную дезорганизацию коллагена и, следовательно, могут указывать на деградацию белка.Следовательно, изучение организации кожного коллагена после ИК-излучения также может помочь определить потенциальные эффекты ИК-воздействия на кожу.

В данной работе образование FR в коже под воздействием ИК-излучения вблизи физиологических температур оценивалось с использованием спиновой ловушки 5,5-диметил-1-пирролин-N-оксида (ДМПО) и спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Максимальная температура кожи, достигнутая во время эксперимента, составила 30 ° C. Поэтому исследовалось образование FR только под действием ИК-излучения и без повышения температуры.Структурные изменения кожи до и после ИК-воздействия также изучались методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (МУРР) с использованием синхротронного излучения. Кроме того, была проведена обработка кожи бикосомами, включающими β-каротин (Bcb), чтобы оценить их защитный эффект на образование FR и структуру коллагена кожи от воздействия инфракрасного излучения.

Бикосомы представляют собой фосфолипидные сборки, образованные сферическими везикулами размером примерно 150-250 нм и дискоидными структурами размером от 15 до 25 нм (онлайн-приложение.инжир. 1; для всех онлайн-доп. материал см. www. karger.com/doi/10.1159/000447015) [16,17]. Комбинация липидного состава и небольшого размера, а также их морфологическая универсальность делают их очень полезными для различного использования кожи в качестве носителей [17,18]. И бикосомы, и β-каротин продемонстрировали способность уменьшать образование FR в коже [9,17,19,20,21].

Материалы и методы

Химические вещества

Химические вещества, использованные в этом исследовании, подробно описаны в дополнительном онлайн-материале.

Приготовление Bcb

Приготовление бикосом описано в дополнительных материалах онлайн. Концентрация каждого ингредиента в Bcb была следующей (мас. / Об.%):

DPPC 4,25%, DHPC 0,75%, β-каротин 0,01%, PC: 8% и CHOL 2%.

Динамическое рассеяние света

Гидродинамические диаметры Bcb определяли с помощью динамического светорассеяния с использованием Zetasizer Nano ZS90 (Malvern Instruments, UK). Детали этого метода включены в дополнительный онлайн-материал [см. Также [22]].

Обработка кожи бикосомами

Обработка кожи с помощью Bcb описана в дополнительных онлайн-материалах.

Электронный парамагнитный резонанс

Образцы натуральной и обработанной кожи помещали в кварцевую тканевую ячейку ЭПР-спектрометра (спектрометр EMX-Plus 10/12 Brucker BioSpin) с помощью микроволнового моста X-диапазона (~ 9 ГГц; EMX Premium X ) и 10-дюймовый магнит (ER073) с блоком питания 12 кВт (ER083). Более подробная информация об этой методике и о лечении ДМПО включена в дополнительный онлайн-материал [см. Также [23]].

Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей

Эксперименты по дифракции проводились на канале NACD, синхротронном источнике света ALBA (Cerdanyola del Vallès, Испания) с монохроматическим пучком 12,4 кэВ. Картины рассеяния регистрировали с помощью детектора SAXS 2D ADSC 210r (ADSC, Poway, Калифорния, США) с временами однократного экспонирования около 3 с. Расстояние от образца до детектора составляло 6.4 м. Более подробная информация об этой технике содержится в дополнительном онлайн-материале [см. Также [24]].

ИК-облучение

Образцы кожи подвергали воздействию ИК-излучения с использованием ИК-лампы мощностью 250 Вт (Philips Infrared BR I 25). ИК-диапазон, излучаемый лампой, составляет 800–1500 нм (IR-A; см. Онлайн-приложение рис. 2). Подробная информация об облучении кожи включена в дополнительный онлайн-материал.

Результаты

Размер бикосом

Гидродинамические диаметры, полученные с использованием динамического рассеяния света при 25 ° C для Bcb, показаны в таблице 1. Для целей сравнения также показан исходный размер бикосом без какой-либо встроенной молекулы.

Таблица 1

Гидродинамические диаметры различных бикосомных систем и доля популяции частиц, анализируемая по интенсивности светорассеяния при 25 ° C

Размер бикосом без β-каротина составлял приблизительно 180 нм с учетом доли света разбросано примерно 85%. Включение β-каротина привело к увеличению размера частиц примерно до 250 нм и к 85% рассеянного света.

Увеличение размера Bcb могло быть связано с расположением этой липофильной молекулы в структуре бикосомы [18].Учитывая низкую растворимость этого антиоксиданта в воде, ожидается, что эта молекула будет расположена в липофильной области бислоя бикосом. Следовательно, включение этой липофильной молекулы внутрь липидного бислоя бикосом будет способствовать небольшому увеличению размера наноструктур.

Образование FR под воздействием ИК-излучения

Генерация FR в образцах кожи свиньи исследовалась методом ЭПР с использованием зонда DMPO, поскольку он улавливает FR, образующиеся в ткани.На рис. 1 показаны спектры нативной свиной кожи до и после 120 мин ИК-излучения. Оба спектра представляют собой симметричную спектральную модель гидроксильного спинового аддукта ДМПО (ДМПО-ОН), и в целом в данной работе спектры, полученные для всех образцов кожи, показали аналогичные картины аддукта ДМПО-ОН [25,26].

Рис. 1

Спектры ЭПР кожи до (черная линия; цвет только в онлайн-версии) и после (красная линия) ИК-воздействия. Доза: 777,6 Дж / см 2 .

Интенсивность спектра кожи после ИК-воздействия была выше, чем интенсивность спектра до ИК-излучения (рис.1). Этот факт был следствием образования FR в коже под действием ИК-излучения и продемонстрировал образование FR вблизи физиологических температур.

Известно, что второе интегральное значение спектра ЭПР пропорционально концентрации ФР [23,27]. Следовательно, для количественного определения FR в коже после ИК-излучения были рассчитаны вторые значения интегрирования спектров при разном времени облучения (рис. 2). На этом рисунке представлена ​​кинетическая эволюция концентрации FR на нативной и облученной инфракрасным излучением коже вблизи физиологических температур при воздействии инфракрасного излучения.Стандартное отклонение этих данных составляет от 1 до 2,5. На нативной коже концентрация FR со временем снижалась. Этот распад является типичной тенденцией для этих видов и является следствием разрушения радикалов [28,29]. Концентрация FR в коже, облученной ИК-излучением, была постоянной в течение первых минут, но примерно через 50 минут концентрация FR увеличилась, что привело к заключению, что образуются новые FR. Наконец, примерно через 80 минут облучения концентрация FR поддерживалась.Этот факт продемонстрировал способность ИК-излучения образовывать FR в коже при температуре кожи около 25-30 ° C.

Рис. 2

Концентрация FR для нативной и облученной кожи в разное время. Интенсивность излучения: 0,108 Вт / см 2 .

Разница между начальными значениями FR может быть связана с тем, что кожа является биологическим образцом. Таким образом, даже если все куски кожи получены от одного и того же животного и имеют одинаковые размеры и обработку, эти различия вполне ожидаемы.

Результаты, полученные на образцах кожи, обработанных Bcb, показаны на рис. 3. Стандартное отклонение этих данных составляет от 1 до 2,5. В целом, концентрация FR была ниже в коже, обработанной Bcb. Фактически, концентрация FR в коже, обработанной Bcb, поддерживалась в течение 120 мин. После 75-80 мин ИК-излучения наблюдалась четкая разница в концентрации FR между кожей, облученной ИК-излучением, и кожей, обработанной Bcb, что указывает на эффект поглощения этой липидной системой.Кроме того, важно отметить, что до облучения (время 0 мин) концентрация FR была также ниже в коже, обработанной Bcb, что указывает на нейтрализацию FR даже в отсутствие облучения.

Рис. 3

Концентрация FR при разном времени облучения для облученной кожи и для кожи, обработанной Bcb. Интенсивность излучения: 0,108 Вт / см 2 .

Деградация коллагена под воздействием ИК-излучения

Установление необходимой дозы, вызывающей деградацию кожного коллагена

Известно, что высокие дозы ИК-излучения разрушают коллаген кожи, но на сегодняшний день необходимая доза ИК-излучения, вызывающая это разложение, четко не определена [4,5,13].Следовательно, чтобы оценить возможный эффект защиты или восстановления Bcb от негативных воздействий на коллаген кожи, вызванных ИК-излучением, необходимо установить ИК-условия для разложения белка (см. Материалы и методы).

Регулярная шахматная структура коллагена вызывает периодические изменения электронной плотности, видимые при рассеянии рентгеновских лучей в виде острых пиков Брэгга [12,15]. Изучение этих пиков можно использовать для оценки организации коллагена кожи.

На рис. 4 показан результирующий профиль SAXS коллагена, когда образцы подвергались облучению с регулировкой инфракрасной лампы на различных расстояниях от образца (10, 15 и 30 см) и облучению в течение 30 минут каждый раз.Интенсивности облучения для каждого расстояния соответствуют 0,91, 0,48 и 0,16 Вт / см 2 соответственно.

Рис. 4

Профили SAXS нативной кожи и кожи, облученной ИК-излучением в течение 30 мин на расстоянии 30 см (фиолетовая линия; цвет только в онлайн-версии), 15 см (зеленая линия) и 10 см (красная линия) от источник. Спектры были смещены по вертикальной оси для визуального сравнения. ИК: 800–1500 нм.

Когда кожа облучается на расстоянии от кожи до лампы 30 и 15 см, четко присутствуют пики коллагена, в то время как на 10 см потеря характерных пиков коллагена указывает на нарушение молекулярной дезорганизации белка.Температура кожи составляла 44 ° C, когда расстояние кожа-лампа было установлено равным 30 см, 68 ° C, когда расстояние кожа-лампа составляло 15 см, и 75 ° C, когда расстояние кожа-лампа составляло 10 см. Поэтому, чтобы оценить возможное защитное действие Bcb на кожу, расстояние кожа-лампа было зафиксировано на уровне 10 см. Затем, сохраняя фиксированное расстояние между инфракрасной лампой и образцом на уровне 10 см, на кожу наносили разное время облучения при регистрации профилей SAXS.

На рис. 5 показано постепенное разложение коллагена нативной кожи, подвергшейся воздействию инфракрасного излучения на фиксированном расстоянии между кожей и лампой (10 см) в разные периоды времени.На этом расстоянии интенсивность облучения кожи составляла 0,91 Вт / см 2 , а дозы, соответствующие этим временам облучения, составляли 273, 546 и 819 Дж / см 2 соответственно. После 5 и 10 минут облучения пики коллагена все еще наблюдались, но эти пики были короче по сравнению с пиками, полученными на нативной коже. Этот факт мог быть связан с дезорганизацией коллагена, которая была следствием деградации белка в это время облучения. Температура кожи при применении этих доз находилась в пределах 60-65 ° С.После 15 мин ИК-воздействия пиков коллагена не наблюдалось, что указывает на полную деградацию белка. Температура кожи при этой дозе составляла примерно 70 ° C.

Рис. 5

Профиль SAXS нативной кожи и кожи, облученной ИК-излучением на расстоянии кожа-лампа 10 см в течение 5 мин (фиолетовая линия; цвет только в онлайн-версии), 10 мин (красная линия) и 15 мин. (зеленая линия) показывает постепенную деградацию коллагена. Спектры были смещены по вертикальной оси для визуального сравнения.ИК: 800–1500 нм.

С этими результатами и для оценки возможного эффекта Bcb для защиты коллагена кожи расстояние между кожей и лампой было зафиксировано на уровне 10 см, а время облучения было зафиксировано на уровне 10 минут.

Защита коллагена с помощью Bcb

Образцы кожи обрабатывали системой Bcb, чтобы оценить ее защитный эффект на коллаген кожи от воздействия инфракрасного излучения. На рис. 6 показано постепенное разложение коллагена нативной кожи и кожи, обработанной Bcb, под воздействием инфракрасного излучения на фиксированном расстоянии кожа-лампа (10 см) в течение 10 мин.Характерные пики коллагена в профилях рентгеновского излучения указывают на изменение молекулярной организации коллагена в образцах кожи, подвергнутых воздействию инфракрасного света, по сравнению с нативной кожей, что демонстрирует повреждение, вызванное этим белком в это время облучения. Образцы кожи, предварительно обработанные Bcb и подвергнутые ИК-излучению, сохранили рентгеновский профиль с характерными чертами коллагена. Этот факт свидетельствовал бы о сохранении коллагеновых волокон кожи, обработанной этой системой, под воздействием инфракрасного излучения, что указывает на высокую эффективность Bcb в сохранении коллагена.Температура кожи при этой дозе составляла примерно 60-65 ° C.

Рис. 6

Профили SAXS различных образцов кожи с соответствующими отражениями коллагена. Родная кожа (черный; цвет только в онлайн-версии), кожа, облученная инфракрасным излучением (красная) и кожа, обработанная Bcb (синий). Спектры были смещены по вертикальной оси для визуального сравнения. ИК: 800–1500 нм.

Обсуждение

Влияние ИК-излучения, формирующего FR в коже

Наиболее известным патологическим действием ИК-излучения на кожу (особенно IR-A) является сверхэкспрессия молекул ММП, которые оказывают разрушающее действие на коллаген кожи [4 , 10,13,30,31].До сих пор образование FR под действием ИК-излучения объяснялось в основном повышением температуры кожи, вызванным этим излучением [7,8,9,10,31], которое могло повысить температуру поверхности кожи до 43 ° C. Однако вопрос о том, вызывает ли ИК-излучение образование FR в коже напрямую или это результат теплового шока, вызванного ИК-излучением, на сегодняшний день не ясен. Недавнее исследование показало, что прямое тепловое воздействие на кожу не увеличивает экспрессию ММП так же, как это наблюдается с ИК-излучением [4].Это исследование демонстрирует, что воздействие тепла, производимого водяной баней, не вызывает тот же процесс, что и инфракрасное излучение [4]. Следовательно, важно оценивать эффект ИК-излучения независимо от тепла, производимого этим типом излучения, и, следовательно, потенциал этого эффекта для инициирования терапевтического или патологического воздействия на кожу. Самодельное устройство, используемое в этом исследовании, обеспечивает оптимальные условия для измерения образования FR in situ вблизи физиологических температур.Аппарат ИВЛ отводил тепло, исходящее от ИК-лампы, поэтому температура кожи поддерживалась в пределах 25–30 ° C, что позволяло нам оценить влияние ИК-излучения на кожу.

В некоторых исследованиях утверждается, что эти FR могут вызывать терапевтические или патологические эффекты на кожу в зависимости от применяемой дозы облучения. В низких дозах (1-10 Дж / см 2 ) ИК-излучение стимулирует терапевтические эффекты, а в высоких дозах (> 120 Дж / см 2 ) оно стимулирует патологические эффекты (примерно 1.5 часов под прямыми солнечными лучами в летнее время в Мюнхене, Германия) [4]. В наших экспериментах интенсивность облучения составила 0,108 Вт / см 2 ; Таким образом, для достижения дозы 120 Дж / см 2 необходимо 18 мин ИК-воздействия. Как показано в этом исследовании, концентрация FR вблизи физиологических температур аналогична концентрации FR до воздействия ИК в это время облучения (рис. 2, 3). Следовательно, возможность того, что эта концентрация FR вызывает патологические эффекты, может не приниматься во внимание.Вероятно, что в той дозе, которая была использована при поддержании температуры от 25 до 30 ° C, энергии ИК-излучения недостаточно, чтобы вызвать негативное воздействие на кожу. Увеличение концентрации FR вблизи физиологических температур достигается примерно через 50 мин воздействия ИК-излучения, то есть когда доза составляет примерно 324 Дж / см 2 .

Дозы, использованные в этой работе, значительно выше, чем в других работах, в которых формируются FR. Например, Zastrow et al. [10] регистрировали FR с использованием меньших доз, чем в нашей работе, но в этих условиях температура кожи была выше 40 ° C.Учитывая важную роль температуры в формировании FR и температуры кожи ниже 30 ° C в наших экспериментах, нам потребовалось увеличить дозу IR для создания FR в коже.

Кроме того, важно учитывать, что минимальная доза для увеличения концентрации FR выше при использовании ИК-излучения, чем при использовании УФ-излучения. Предыдущее исследование показало образование FR на коже, подвергшейся воздействию УФ-излучения в дозах около 25-30 Дж / см 2 [17], что заметно ниже, чем доза ИК-излучения, используемого в этом исследовании.Этот факт связан с разницей в значениях энергии инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Энергия УФ-излучения выше, чем ИК-излучения; таким образом, для увеличения концентрации FR в коже могут потребоваться высокие дозы ИК-излучения.

Таким образом, образование FR возможно при близких к физиологическим температурам во время воздействия ИК-излучения и не обязательно происходит при высоких температурах. Следовательно, можно рассматривать инициирование различных сигнальных путей, вызывающих терапевтические или патологические эффекты вблизи физиологических температур.

Стабильность кожного коллагена под действием инфракрасного излучения

Кожный коллаген составляет 75% от сухой массы ткани. Этот белок обеспечивает эластичность кожи и отвечает за целостность тканей [12]. Молекулы коллагена образованы тремя α-полипептидными цепями, сложенными вместе, чтобы сформировать тройную спиральную структуру. Сборка между этими тройными спиральными молекулами формирует фибриллярные группы в коллагене кожи, а сборка между этими фибриллярными группами формирует коллагеновые волокна [12].Этот белок может быть поврежден действием ИК-излучения за счет сверхэкспрессии ММП, которая активируется FR [4,13,31]. Нарушения молекулярной структуры коллагена влияют на упаковку коллагеновых волокон в различных тканях (коже, кости, груди или сухожилиях), что связано с патологическим состоянием ткани [12,32]. Следовательно, состояние коллагена кожи можно оценить, изучая высоту пиков Брэгга, полученных с помощью метода SAXS.

Разложение кожного коллагена происходит при минимальной дозе 273 Дж / см 2 , когда температура кожи составляет около 60 ° C.Полная деградация происходит при дозе 820 Дж / см 2 , когда температура кожи достигает 70 ° C. Следовательно, чтобы вызвать деградацию коллагена кожи, необходимы жесткие условия окружающей среды, которые обычно не являются частью повседневной жизни. Тем не менее, оптимизация условий для разложения коллагена кожи помогает оценить эффективность различных агентов, направленных на защиту структуры белка.

В данной работе деградация коллагена инфракрасным излучением при физиологических температурах не оценивалась.Фактически, учитывая, что коллаген имеет прочную структуру, нам необходимо ускорить деградацию этого белка с помощью инфракрасного излучения при высоких температурах. Дарвин и др. [13] показали деградацию коллагена in vivo, поддерживая физиологическое состояние кожи, используя измерения генерации второй гармоники. В этом исследовании добровольцы подвергались воздействию как минимум 2 часа каждый день в течение 4 недель. Эти условия не воспроизводятся для наших экспериментов in vitro. Состояние кусков кожи in vitro не могло сохраняться в течение 4 недель, и, учитывая отсутствие гомеостатического процесса, кожа могла быть повреждена (обезвоживание и возможные сигналы жжения).

В нашем исследовании отражения, полученные на расстоянии 30 см в течение 30 мин облучения, указывают на отсутствие деградации белка (рис. 4), хотя в этих условиях температура кожи составляла 44 ° C. Следовательно, можно предположить сохранение коллагена ниже этой температуры (включая физиологическую температуру) и при этой дозе (288 Дж / см 2 ). В общем, деградация коллагена кожи при физиологической температуре и под действием ИК-излучения будет интересным исследованием в будущем.

Защита кожи от ИК-излучения с помощью Bcb

Нанесение Bcb на кожу снижает образование FR и деградацию коллагена, вызванную ИК-излучением. Этот защитный эффект, обеспечиваемый Bcb, может быть связан со свойствами β-каротина и характеристиками бикосомной системы.

β-Каротин, как было показано, является эффективным антиоксидантом в липидной среде, улавливая FR или подавляя радикалы синглетного кислорода и защищая структуру коллагена [9,13,17,33,34].Этот антиоксидант может действовать как восстанавливающий агент образования FR, вызванного ИК-излучением, и, следовательно, можно избежать деградации коллагена.

В бикосомах липидные молекулы, образующие эту систему, также могут нести ответственность за снижение FR в коже. Молекулы липидов поглощают инфракрасный свет на разных длинах волн [35], а бикосомы образованы исключительно липидами. Таким образом, различные структуры бикосом (дискоидные структуры и сферические пузырьки) поглощают ИК-излучение.Кроме того, в предыдущей работе мы продемонстрировали антирадикальный эффект этой системы без антиоксидантов на коже, подвергшейся воздействию УФ-видимого излучения, как следствие рассеивания света, вызванного липидами, образующими бикосомы [17]. Поэтому мы хотим упомянуть о возможном защитном эффекте бикосом. Вероятно, что синергетический эффект между β-каротином и структурой бикосом может быть ответственным за защитный эффект системы Bcb.

Чтобы понять защитный эффект бикосом, важно понять взаимодействие этой липидной системы с кожей.Наружные везикулы размером примерно 200 нм не могут проникать через поверхностный слой кожи, роговой слой, и, следовательно, они остаются на поверхности кожи так же, как описано для других липидных везикул [36 ]. При контакте с кожей двойной слой внешнего пузырька бикосом лопается, и инкапсулированные диски (называемые бицеллами) высвобождаются. Благодаря небольшому размеру и толщине бицеллы способны проникать в кожу [37]. После включения в роговой слой бицеллы увеличиваются в размере из-за содержания воды внутри ткани и, наконец, они удерживаются в ткани [18,37,38].Это увеличение включает переход от бицелл к везикулам, и, следовательно, бицеллы сохраняются в ткани (а также β-каротин) [18,37,38]. Фактически, есть некоторые исследования, связанные с проникновением двуцелл в кожу, которые показывают проникновение этих систем глубже, чем роговой слой (около 30-40 мкм) [37,39]. Следовательно, бикосомы взаимодействуют с кожей на поверхности (с помощью внешнего пузырька) и внутри ткани (с помощью внутренних бицелл), и, таким образом, липиды и β-каротин могут оставаться на поверхности и внутри. кожа как резервуар ткани.

Интенсивность ИК-излучения, которое проникает в кожу, будет уменьшена из-за свойств системы Bcb, которая уменьшит образование FR. Кроме того, учитывая, что ИК-излучение может проникать до дермы [4,5,13], проникновение этого излучения, вероятно, будет глубже, чем проникновение бикосом. Тем не менее, компоненты бикосом остаются в коже. Затем, благодаря свойствам поглощения инфракрасного излучения липидов, образующих бикосомы, и антиоксидантным свойствам β-каротина, радиация, которая достигает дермы, будет уменьшена, что может способствовать сохранению кожного коллагена.Таким образом, защитный эффект Bcb на глубоко расположенный коллаген основан на снижении интенсивности ИК-излучения, что позволяет обрабатывать дерму кожи бикосомами.

Выводы

ИК-устройство, присоединенное к спектрометру ЭПР, обеспечивает адекватные условия для выполнения измерений FR в образцах кожи. Образование FR под воздействием ИК-излучения не обязательно происходит при высоких температурах кожи — оно также возникает при температурах, близких к физиологическим. Следовательно, инициирование различных сигнальных путей, вызывающих терапевтические или патологические эффекты вблизи физиологических температур, может быть исследовано дополнительно.Для разложения коллагена кожи необходимы высокие температуры примерно 65 ° C, которые обычно не являются частью повседневной жизни.

Обработка Bcb уменьшает образование FR в коже, подвергнутой ИК-излучению, и сохраняет структуру коллагена. Этот факт демонстрирует высокую эффективность бикосомных систем в защите кожи от инфракрасного излучения.

Благодарность

Работа выполнена при финансовой поддержке CTQ 2013-44998-P.

Заявление об этике

Кожа, использованная в этом исследовании, была получена от свиньи, принесенной в жертву для медицинских экспериментов в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных , опубликованным Национальным институтом здравоохранения США (восьмое издание, 2011 г.).

Заявление о раскрытии информации

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

  1. Биниек К., Леви К., Даускардт Р. Х. Солнечное УФ-излучение снижает барьерную функцию кожи человека. Proc Natl Acad Sci USA 2012; 109: 17111-17116.
  2. Холик М.Ф .: Солнечный свет, УФ-излучение, витамин D и рак кожи: сколько солнечного света нам нужно? Adv Exp Med Biol 2008; 624: 1-15.

  3. Ичихаши М., Уэда М., Будиянто А., Бито Т., Ока М., Фукунага М., Цуру К., Хорикава Т.: повреждение кожи, вызванное ультрафиолетом.Токсикология 2003; 189: 21-39.

  4. Ахалая М.Ю., Максимов Г., Рубин А., Ладеманн Дж., Дарвин М.: Молекулярные механизмы действия солнечного инфракрасного излучения и тепла на кожу человека. Aging Res Rev 2014; 16: 1-11.

  5. Крутманн Дж., Морита А., Чанг Дж. Х .: Воздействие солнца: что молекулярная фотодерматология говорит нам о его хороших и плохих сторонах.Дж. Инвест Дерматол 2012; 132: 976-984.

  6. Чо С., Шин М.Х., Ким Ю.К., Сео Дж-Э, Ли Ю.М., Пак С.Х., Чанг Дж.Х .: Влияние инфракрасного излучения и тепла на старение кожи человека in vivo. J Investigation Dermatol Symp Proc 2009; 14: 15-19.

  7. Дарвин М.Э., Хааг С.Ф., Ладеманн Дж., Застров Л., Стерри В., Мейнке М.С.: Образование свободных радикалов в коже человека во время облучения инфракрасным светом.Дж. Инвест Дерматол 2010; 130: 629-631.

  8. Дарвин М., Хааг С., Мейнке М., Застров Л., Стерри В., Ладеманн Дж. Производство радикалов с помощью инфракрасного излучения А в тканях человека. Кожа Pharmacol Physiol 2010; 23: 40-46.

  9. Дарвин М.Э., Флур Дж. В., Мейнке М.К., Застров Л., Стерри В., Ладеманн Дж .: Актуальный β-каротин защищает от свободных радикалов, индуцированных инфракрасным светом.Эксперимент Дерматол 2011; 20: 125-129.

  10. Застров Л., Грот Н., Кляйн Ф., Кокотт Д., Ладеманн Дж., Реннеберг Р., Ферреро Л. Недостающее звено — индуцированное светом (280–1600 нм) образование свободных радикалов в коже человека. Кожа Pharmacol Physiol 2008; 22: 31-44.

  11. Элиас П.М., Фейнгольд К.Р.: Кожный барьер.Нью-Йорк, Тейлор и Фрэнсис, 2006.

  12. Коста М., Бенсени-Кейз Н., Кочера М., Тейшейра К.В., Альсина М., Кладера Дж., Лопес О., Фернандес М., Сабес М.: Диагностика применения некристаллической дифракции коллагеновых волокон: рак груди и кожные заболевания; in Ezquerra TA, Garcia-Gutierrez MC, Nogales A, Gomez M (eds): Применение синхротронного света к рассеянию и дифракции в материалах и науках о жизни.Берлин / Гейдельберг, Springer, 2009, стр. 265-280.

  13. Дарвин М.Э., Рихтер Х., Альберг С., Хааг С.Ф., Мейнке М.С., Ле Квинтрек Д., Дусет О., Ладеманн Дж.: Влияние солнечного света на кожные волокна коллагена / эластина и каротиноиды: негативные эффекты можно уменьшить с помощью солнцезащитного крема.Журнал Биофотоники 2014; 7: 735-743.

  14. Nam JJ, Lee KE, Kim YJ: ПММА или тальк, покрывающий оксид металла, в качестве нового блокатора IR ингибирует вызванное IR уменьшение коллагенов в дермальных фибробластах человека. Int J Cosmet Sci 2015; 37: 433-437.

  15. Cocera M, Rodrıguez G, Rubio L, Barbosa-Barros L, Benseny-Cases N, Cladera J, Sabes M, Fauth F, de la Maza A, Lopez O: Характеристика состояний кожи с помощью некристаллической дифракции.Мягкое вещество 2011; 7: 8605-8611.

  16. Родригес Г., Рубио Л., Косера М., Эстельрих Дж., Понс Р., де ла Маза А., Лопес О.: Применение бицеллярных систем на коже: эффекты диффузии и молекулярной организации. Ленгмюр 2010; 26: 10578-10584.

  17. Фернандес Э., Фахари Л., Родригес Г., Лопес-Иглесиас С., Кочера М., Барбоса-Баррос Л., де ла Маса А., Лопес О.: Бицеллы и бикосомы как поглотители свободных радикалов в коже.RSC Adv 2014; 4: 53109-53121.

  18. Fernández E, Rodríguez G, Cócera M, Barbosa-Barros L, Alonso C, López-Iglesias C, Jawhari T., de la Maza A, López O: Продвинутые липидные системы, содержащие β-каротин: стабильность под УФ-видимым излучением и нанесение на свиная кожа in vitro. Phys Chem Chem Phys 2015; 17: 18710-18721.
  19. Дарвин М., Застров Л., Стерри В., Ладеманн Дж .: Влияние добавок и местно применяемых антиоксидантных веществ на ткани человека. Кожа Pharmacol Physiol 2006; 19: 238-247.

  20. Ладеманн Дж., Шанцер С., Мейнке М., Стерри В., Дарвин М.: Взаимодействие между каротиноидами и свободными радикалами в коже человека.Кожа Pharmacol Physiol 2011; 24: 238-244.

  21. Lademann J, Patzelt A, Schanzer S, Richter H, Meinke M, Sterry W., Zastrow L, Doucet O, Vergou T., Darvin M: Поглощение антиоксидантов естественным питанием и добавками: плюсы и минусы с дерматологической точки зрения. Кожа Pharmacol Physiol 2011; 24: 269-273.
  22. Шмитц К.С.: Введение в динамическое рассеяние света макромолекулами. Сан-Диего, Academic Press, 1990.

  23. Станковский Дж., Хильцер В. Введение в магнитно-резонансную спектроскопию.Варшава, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005.

  24. Bouwstra JA, Gooris GS, Bras W, Talsma H: Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей: возможности и ограничения в характеристике пузырьков. Chem Phys Lipids 1993; 64: 83-98.

  25. Buettner GR: Спиновый захват: параметры ESR спиновых аддуктов.Free Radic Biol Med 1987; 3: 259-303.

  26. Haywood R, Rogge F, Lee M: Белковые, липидные и ДНК-радикалы для измерения повреждения кожи UVA и модуляции меланином. Free Radic Biol Med 2008; 44: 990-1000.

  27. Итон Г.Р., Итон С.С., Барр Д.П., Вебер Р.Т .: Количественный ЭПР.Берлин, Springer Science & Business Media, 2010.

  28. Herrling T, Jung K, Fuchs J: Роль меланина как защитника от свободных радикалов в коже и его роль как индикатора свободных радикалов в волосах. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc 2008; 69: 1429-1435.

  29. Плонка П.М.: Электронный парамагнитный резонанс как уникальный инструмент для исследования кожи и волос.Exp Dermatol 2009; 18: 472-484.

  30. Чо С., Ли М.Дж., Ким М.С., Ли С., Ким Ю.К., Ли Д.Х., Ли С.В., Чо К.Х., Чанг Дж.Х .: Инфракрасное излучение плюс видимый свет и тепло от естественного солнечного света участвуют в экспрессии ММП и проколлагена I типа, а также в инфильтрации. воспалительной клетки в коже человека in vivo.J Dermatol Sci 2008; 50: 123-133.

  31. Schieke SM, Stege H, Kürten V, Grether-Beck S, Sies H, Krutmann J: Экспрессия матричной металлопротеиназы 1, индуцированная инфракрасным излучением A, опосредуется активацией киназы 1/2, регулируемой внеклеточными сигналами, в дермальных фибробластах человека. Дж. Инвест Дерматол 2002; 119: 1323-1329.
  32. Proksch E, Segger D, Degwert J, Schunck M, Zague V, Oesser S: Пероральный прием определенных пептидов коллагена оказывает благотворное влияние на физиологию кожи человека: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Кожа Pharmacol Physiol 2014; 27: 47-55.

  33. Tsuchihashi H, Kigoshi M, Iwatsuki M, Niki E: Действие β-каротина как антиоксиданта против перекисного окисления липидов.Arch Biochem Biophys 1995; 323: 137-147.

  34. Мюллер Л., Бем В.: Антиоксидантная активность соединений β-каротина в различных анализах in vitro. Молекулы 2011; 16: 1055-1069.

  35. Тамм Л.К., Татулян С.А.: Инфракрасная спектроскопия белков и пептидов в липидных бислоях.Quart Rev Biophys 1997; 30: 365-429.

  36. Muller RH, Petersen RD, Hommoss A, Pardeike J: Наноструктурированные липидные носители (NLC) в косметических продуктах для кожи. Adv Drug Deliv Rev 2007; 59: 522-530.

  37. Родригес Дж., Барбоса-Баррос Л., Рубио Л., Кочера М., Фернандес-Кампос Ф., Кальпена А., Фернандес Е., Де Ла Маза А., Лопес О. Бицеллы: новые липидные наносистемы для дерматологических применений.Дж. Биомед Нанотех 2015; 11: 282-290.

  38. Родригес Г., Барбоса-Баррос Л., Рубио Л., Косера М., Лопес-Иглесиас С., де ла Маза А., Лопес О. Бицеллярные системы как модификаторы липидной структуры кожи. Colloids Surf B Biointerfaces 2011; 84: 390-394.

  39. Fernández E, Rodríguez G, Hostachy S, Clède S, Cócera M, Sandt C, Lambert F, de la Maza A, Policar C, López O: трис-карбонильное производное рения в качестве модельной молекулы для включения в фосфолипидные сборки для кожных аппликаций. .Colloids Surf B Biointerfaces 2015; 131: 102-107.


Автор Контакты

Эстибалиц Фернандес

Институт высшей химии Каталонии (IQAC-CSIC)

Хорди Жирона 18-26

ES-08034 Барселона (Испания)

Электронная почта [email protected]


Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Поступила: 13 января 2016 г.
Дата принятия: 19 мая 2016 г.
Опубликована онлайн: 6 июля 2016 г.
Дата выпуска: сентябрь 2016 г.

Количество страниц для печати: 9
Количество рисунков: 6
Количество столов: 1

ISSN: 1660-5527 (печатный)
eISSN: 1660-5535 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/SPP


Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Авторские права: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование, или с помощью какой-либо системы хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарства: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарства, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным средством является новое и / или редко применяемое лекарство.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, нанесенный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.

Опасности чрезмерного воздействия ультрафиолетового, инфракрасного и видимого света высокой энергии | 2013-01-03

В этой статье обсуждаются опасности воздействия на глаза / лицо, связанные с определенным неионизирующим электромагнитным излучением (ЭМИ), не рассматриваемым OSHA: ультрафиолетом (УФ), инфракрасным (ИК) и высокоэнергетическим видимым светом (HEV).


Ультрафиолетовый свет

УФ обнаруживается в солнечном свете и представляет собой форму ЭМИ с высокочастотными волнами. Биологические эффекты УФ-излучения зависят от длины волн. Неионизирующий УФ-спектр имеет длину волны короче, чем у видимого света, но длиннее, чем рентгеновский (от 100 до 400 нм), и классифицируется в зависимости от интенсивности: УФ-А (от 315 до 400 нм), УФ-В (От 280 до 315 нм) и УФ-С (от 100 до 280 нм).

УФ-С обычно рассеивается в атмосфере и, по-видимому, оказывает незначительное повреждающее действие.Однако УФ-А и УФ-В оказывают повреждающее действие на открытые мягкие ткани, такие как кожа и глаза. Воздействие УФ-излучения является причиной 90% симптомов преждевременного старения кожи. Точно так же радиационное повреждение роговицы может быть вызвано чем-то столь же простым, как отражение солнечного света от воды или снега, или чем-то профессионально-специфическим, например, прожекторной лампой фотографа, сварочной горелкой или УФ-лампой. Катаракта, дегенерация желтого пятна и фотокератит (ощущение песка в глазах) — все это может быть связано с чрезмерным воздействием ультрафиолета.

Хотя OSHA не имеет конкретного стандарта в отношении воздействия УФ-излучения, несколько других источников предоставляют рекомендации по предельным значениям воздействия. К ним относятся: Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) и Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH), которые разработали предельно допустимые значения (TLV), которые OSHA считает национальным консенсусом.

Защита от ультрафиолета может быть достигнута за счет сочетания инженерных, административных мер контроля и средств индивидуальной защиты (СИЗ).Всегда делайте упор на инженерный и административный контроль (например, использование ограждений, экранов или фильтров для защиты от УФ-излучения; обучение; и ограничение доступа сотрудников и их воздействия), тем самым сводя к минимуму потребность в СИЗ. После выполнения этих действий определите, нужна ли дополнительная защита лица, глаз или кожи, и если да, то какой тип СИЗ необходим. ANSI / ISEA Z87.1-2010 («Стандарт») устанавливает требования к пропусканию для УФ-фильтров для персональных устройств для защиты глаз и лица.Распространенное заблуждение состоит в том, что все линзы из поликарбоната блокируют УФ-излучение. Это не тот случай. Если производитель заявляет об УФ-фильтрации, на продукте должна быть нанесена соответствующая маркировка УФ-фильтрации.

Инфракрасный

Инфракрасное излучение используется во многих промышленных предприятиях, включая сталелитейные заводы, производство текстиля, бумаги и стекла, а также там, где используются лазеры, дуговые лампы или электрические лучистые обогреватели. ИК-волны расположены между микроволнами и видимым светом в спектре ЭМИ.ИК-диапазон имеет диапазон длин волн, при этом ближний инфракрасный свет является наиболее близким по длине волны к видимому свету, а «дальний инфракрасный» — ближе к микроволновому диапазону. Волны в ближнем инфракрасном диапазоне короткие и не горячие — на самом деле вы их даже не чувствуете — что делает их особенно опасными для чувствительных тканей, таких как кожа и глаза.

Кожа, подвергающаяся воздействию инфракрасного излучения, обеспечивает предупреждающий механизм против теплового воздействия в виде боли. Глаза же не могут. Поскольку глаз не может обнаруживать ИК-излучение, моргание или закрытие глаз для предотвращения или уменьшения повреждений может не произойти.ИК, особенно ИК-А или ближний ИК [700–1400 нм], повышает внутреннюю температуру глаза, по существу «запекая» его. Медицинские исследования показывают, что длительное воздействие ИК-излучения может привести к повреждению хрусталика, роговицы и сетчатки, включая катаракту, язвы роговицы и ожоги сетчатки соответственно. Чтобы защитить себя от длительного воздействия ИК-излучения, рабочие могут носить изделия с ИК-фильтрами или отражающими покрытиями.

Стандарт устанавливает требования к сварочным и инфракрасным фильтрам, включая точную маркировку продуктов, необходимую для конкретных требований к фильтрации.Это упрощает выбор подходящих СИЗ для тех, кто обучен использованию ПДК, например для промышленных гигиенистов.

Однако стандарт не устанавливает требований к отражению инфракрасного излучения. Хотя рынок Северной Америки предлагает изделия с отражающим покрытием, предназначенные для использования при повышенных температурах (ЕТ), во многих случаях их по ошибке используют только для предотвращения теплового стресса у рабочих. К сожалению, условия ET также поддаются вероятному долгосрочному воздействию инфракрасного излучения. Поскольку в Стандарте нет требований к отражению ИК-излучения, в Стандарте нет возможности подтвердить утверждения о том, что такие козырьки отражают ИК-излучение.Однако европейский стандарт (EN166, 7.3.3) предлагает знак «R» для подтверждения заявлений о «повышенной отражательной способности в инфракрасном диапазоне». Знак «R» на козырьке означает, что средний спектральный коэффициент отражения ИК-излучения в диапазоне от 780 до 2000 нм (то есть количество, отраженное от защитного устройства) составляет> 60%. Таким образом, было бы разумно проверить продукты на наличие маркировки EN, а также запросить данные сертификации / испытаний для таких заявлений для тех продуктов, которые не имеют маркировки EN166 «R».

Высокоэнергетический видимый свет (HEV)

Высокоэнергетический видимый свет (HEV) или «синий свет», как его еще называют, представляет собой видимый свет с длинами волн от ~ 381 до 500 нм (рядом с УФ в спектре ЭМИ).HEV длиннее УФ, и было показано, что высокие уровни освещения вызывают необратимое повреждение клеток у некоторых людей. Длительное воздействие HEV может увеличить риск заболевания дегенерацией желтого пятна, когда пострадавший теряет центральное зрение. К сожалению, это состояние медленно ухудшается, и его повреждение обычно необратимо.

Люди подвергаются воздействию синего света через компьютеры, телевизоры и мобильные телефоны. Промышленное использование включает лазеры и медицинское диагностическое оборудование.Человек, которому нужна защита от синего света, должен использовать линзу, известную как «блокатор синего». Блокаторы синего обычно имеют базовый оттенок желтого, но они бывают и более темных оранжевых оттенков. Как правило, они не уменьшают свет, а скорее изменяют внешний вид синих и зеленых цветов. Поскольку синий свет настолько близок по спектру к УФ-излучению, рекомендуется использовать блокаторы синего цвета, которые также обеспечивают защиту от УФ-излучения.

Хотя OSHA не предлагает руководящих принципов защиты от УФ-, ИК- и HEV-излучения, важно проконсультироваться с другими источниками относительно пределов воздействия и принять превентивные меры прямо сейчас, например, обучить рабочих и предоставить соответствующие СИЗ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *