1. Efeito fotobiológico
Para discutir a questão da segurança fotobiológica, o primeiro passo é esclarecer os efeitos fotobiológicos. Diferentes estudiosos têm diferentes definições sobre a conotação dos efeitos fotobiológicos, que podem se referir a várias interações entre a luz e os organismos vivos. Neste artigo discutimos apenas as reações fisiológicas do corpo humano causadas pela luz.
O impacto dos efeitos fotobiológicos no corpo humano é multifacetado. De acordo com os diferentes mecanismos e resultados dos efeitos fotobiológicos, eles podem ser divididos em três categorias: efeitos visuais da luz, efeitos não visuais da luz e efeitos de radiação da luz.
O efeito visual da luz refere-se ao efeito da luz na visão, que é o efeito mais fundamental da luz. A saúde visual é o requisito mais fundamental para a iluminação. Os fatores que afetam os efeitos visuais da luz incluem brilho, distribuição espacial, reprodução de cores, brilho, características de cor, características de cintilação, etc., que podem causar fadiga ocular, visão turva e diminuição da eficiência em tarefas visuais.
Os efeitos não visuais da luz referem-se às reações fisiológicas e psicológicas do corpo humano causadas pela luz, que estão relacionadas à eficiência do trabalho das pessoas, sensação de segurança, conforto, saúde fisiológica e emocional. A investigação sobre os efeitos não visuais da luz começou relativamente tarde, mas desenvolveu-se rapidamente. No sistema atual de avaliação da qualidade da iluminação, os efeitos não visuais da luz tornaram-se um fator importante que não pode ser ignorado.
O efeito da radiação da luz refere-se ao dano causado aos tecidos humanos pelos efeitos de diferentes comprimentos de onda da radiação luminosa na pele, córnea, cristalino, retina e outras partes do corpo. O efeito da radiação da luz pode ser dividido em duas categorias com base no seu mecanismo de ação: dano fotoquímico e dano por radiação térmica. Especificamente, inclui vários perigos, como perigos químicos UV de fontes de luz, perigos de luz azul da retina e perigos térmicos da pele.
O corpo humano pode, até certo ponto, resistir ou reparar os efeitos dessas lesões, mas quando o efeito da radiação luminosa atinge um certo limite, a capacidade de auto-reparação do corpo é insuficiente para reparar essas lesões, e os danos se acumularão, resultando em efeitos irreversíveis como como perda de visão, lesões na retina, danos na pele, etc.
No geral, existem interações multifatoriais complexas e mecanismos de feedback positivo e negativo entre a saúde humana e o ambiente luminoso. Os efeitos da luz nos organismos, especialmente no corpo humano, estão relacionados a vários fatores, como comprimento de onda, intensidade, condições de operação e estado do organismo.
O objetivo de estudar os efeitos da fotobiologia é explorar os fatores relacionados entre os resultados da fotobiologia e o ambiente luminoso e o estado biológico, identificar os fatores de risco que podem prejudicar a saúde e os aspectos favoráveis ​​que podem ser aplicados, buscar benefícios e evitar danos, e permitir a integração profunda da óptica e das ciências da vida.

2. Fotobiossegurança
O conceito de fotobiossegurança pode ser entendido de duas formas: restrita e ampla. Definida de forma restrita, “fotobiossegurança” refere-se aos problemas de segurança causados ​​pelos efeitos da radiação da luz, enquanto definida de forma ampla, “fotobiossegurança” refere-se aos problemas de segurança causados ​​pela radiação luminosa na saúde humana, incluindo efeitos visuais da luz, efeitos não visuais da luz e efeitos de radiação da luz.
No sistema de pesquisa existente de fotobiossegurança, o objeto de pesquisa da fotobiossegurança são dispositivos de iluminação ou exibição, e o alvo da fotobiossegurança são órgãos como os olhos ou a pele do corpo humano, manifestados como alterações em parâmetros fisiológicos, como temperatura corporal e diâmetro da pupila . A pesquisa em fotobiossegurança concentra-se principalmente em três direções principais: medição e avaliação da radiação de fotobiossegurança gerada por fontes de luz, relação quantitativa entre fotorradiação e resposta humana e limitações e métodos de proteção para radiação de fotobiossegurança.
A radiação luminosa gerada por diferentes fontes de luz varia em intensidade, distribuição espacial e espectro. Com o desenvolvimento de materiais de iluminação e tecnologia de iluminação inteligente, novas fontes de luz inteligentes, como fontes de luz LED, fontes de luz OLED e fontes de luz laser, serão gradualmente aplicadas em ambientes domésticos, comerciais, médicos, de escritório ou de iluminação especial. Em comparação com as fontes de luz tradicionais, as novas fontes de luz inteligentes têm energia de radiação mais forte e maior especificidade espectral. Portanto, uma das direções de vanguarda na pesquisa em segurança fotobiológica é o estudo de métodos de medição ou avaliação da segurança fotobiológica de novas fontes de luz, como o estudo da segurança biológica de faróis laser automotivos e o sistema de avaliação da saúde e conforto humanos. de produtos de iluminação semicondutores.
As reações fisiológicas causadas por diferentes comprimentos de onda de radiação luminosa que atuam em diferentes órgãos ou tecidos humanos também variam. Como o corpo humano é um sistema complexo, descrever quantitativamente a relação entre a radiação luminosa e a resposta humana também é uma das direções de ponta na pesquisa de fotobiossegurança, como o impacto e a aplicação da luz nos ritmos fisiológicos humanos, e a questão da luz dose de intensidade desencadeando efeitos não visuais.
O objetivo da realização de pesquisas sobre segurança fotobiológica é evitar os danos causados ​​pela exposição humana à radiação luminosa. Portanto, com base nos resultados da pesquisa sobre a segurança fotobiológica e os efeitos fotobiológicos das fontes de luz, são propostos padrões de iluminação e métodos de proteção correspondentes, e são propostos esquemas de design de produtos de iluminação seguros e saudáveis, que também é uma das direções de vanguarda da foto pesquisa em segurança biológica, como o projeto de sistemas de iluminação sanitária para grandes espaçonaves tripuladas, pesquisa em iluminação sanitária e sistemas de exibição e pesquisa sobre a tecnologia de aplicação de películas protetoras de luz azul para saúde e segurança luminosa.

3. Faixas e mecanismos de fotobiossegurança
A gama de bandas de radiação luminosa envolvidas na segurança fotobiológica inclui principalmente ondas eletromagnéticas que variam de 200nm a 3000nm. De acordo com a classificação do comprimento de onda, a radiação óptica pode ser dividida principalmente em radiação ultravioleta, radiação de luz visível e radiação infravermelha. Os efeitos fisiológicos produzidos pela radiação eletromagnética de diferentes comprimentos de onda não são inteiramente iguais.
A radiação ultravioleta refere-se à radiação eletromagnética com comprimento de onda de 100nm-400nm. O olho humano não consegue perceber a presença da radiação ultravioleta, mas a radiação ultravioleta tem um impacto significativo na fisiologia humana. Quando a radiação ultravioleta é aplicada na pele, pode causar vasodilatação, resultando em vermelhidão. A exposição prolongada pode causar ressecamento, perda de elasticidade e envelhecimento da pele. Quando a radiação ultravioleta é aplicada aos olhos, pode causar ceratite, conjuntivite, catarata, etc., causando danos aos olhos.
A radiação de luz visível normalmente se refere a ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda que variam de 380 a 780 nm. Os efeitos fisiológicos da luz visível no corpo humano incluem principalmente queimaduras na pele, eritema e lesões oculares, como lesões térmicas e retinite causadas pela luz solar. Especialmente a luz azul de alta energia, variando de 400 nm a 500 nm, pode causar danos fotoquímicos à retina e acelerar a oxidação das células na área macular. Portanto, acredita-se geralmente que a luz azul é a luz visível mais prejudicial.