اشعه فرابنفش 

اشعه فرابنفش نوعی تابش با طول موج مخصوص به خود است. در اصطلاح علمی به این تابش Ultra Violet یا به اختصار UV گفته میشود. این اشعه فرابنفش یا یو وی موجی از امواج مغناطیسی هستند که در محدوده ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر قرار گرفته اند. این امواج از پرتو ایکس بلندتر و از پرتو مرئی کوتاه ترمیباشند. پرتو فرابنفش را میتوان در سطح خورشید پیدا نمود. پرتو فرابنفش در محدوده خود به ۴ قسمت تقسیم میشود:

  • UVA : محدوده با طول موج ۳۲۰ الی ۴۰۰ نانومتر 
  • UVB : محدوده با طول موج ۲۸۰ الی ۳۲۰ نانومتر 
  • UVC : محدوده با طول موج ۲۰۰ الی ۲۸۰ نانومتر
  • VUV : محدوده با طول موج ۱۰۰ الی ۲۰۰ نانومتر 

همچنین در دسته بندی دیگر پرتوهای فرابنفش را به سه دسته پرتو نزدیک، پرتو میانه و پرتو دور تقسیم میکنند. 

  • پرتو نزدیک : به پرتو فرابنفشی که بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر باشد گفته میشود
  • پرتو میانه : به پرتو فرابنفشی که بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر باشد گفته میشود
  • پرتو دور : به پرتو فرابنفشی که بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ نانومتر باشه گفته میشود

همانطور که اشاره شد پرتو فرابنفش به میزان زیادی در نور خورشید نیز وجود دارد. گستره طول موجی که از خورشید به سمت زمین روانه میشود به گونه ای است که در هنگام برخورد با لایه های زمین پرتور VUV و UVC از لایه ازن عبور نکرده و در همان جا از بین میروند و در نهایت پرتو ۹۵ درصد از پرتو UVA و ۵ درصد از پرتو UVB به سطح زمین میرسد. پرتو های دور به دلیل طول موج پایین تر جزو دسته پرتو های پرخطر محسوب میشوند. سایر پرتو ها نیز به نسبت میزان و مقدار میتوانند در درسته پرتوهای خطرناک یا بی خطر قرار بگیرند. اما به طور کلی جو زمین به دلیل داشتن خاصیت جذب در اکسیژن بیشتر پرتو های خطرناک و پر خطر را جذب کرده و پرتو بی خطر UVA را به زمین انتقال میدهد. اما در برخی شرایط ممکن است کمی از پرتو های خطرناک نیز وارد جو زمین شوند اما میزان آسیب رسانی آنها در حد بسیار کم است. پرتوهای فرابنفش در صورتی که به مدت طولانی و مستقیم در تماس با پوست و چشم قرار گیرند ممکن است باعث ایجاد التهاب یا لکه یا مشکلات مانند آب مرواید در چشم شوند. به همین دلیل اکثر پزشکان و متخصصین، افراد را به استفاده از ضد آفتاب ها و عینک های مناسب در مقابل اشعه نور خورشید تشویق میکنند. 

امروزه استفاده از تکنولوژی روز باعث کشف ابعادی جدیدی از این پرتو شده است. بر اساس تحلیل ها و تحقیقات تابش فرابنفش با طول کمتر از ۳۲۰ نانومتر میتواند باعث ایجاد واکنش های فوتوشیمیایی شود. البته به دلیل جذب طول موج ۲۰۰ نانومتر توسط هوا فرض بر طول موج بین ۲۰۰ الی ۳۲۰ نانومتر میباشد. واکنش فوتوشیمیایی در واقع منظور واکنش هایی است که پرتو میتواند تا مقیاس RNA و DNA نفوذ کند و ساختار بسیاری از میکروب ها را ازبین ببرد. این قابلیت باعث میشود که از اشعه فرابنفش در زمینه ضدعفونی و استرلیزاسیون استفاده وسعی شود. از پرتو فرابنفش برای استریل نمودن آب، هو و سطوح (شامل ابزار و اشیا) استفاده میشود. البته میزان نفوذ پرتو فرابنفش در آب بسیار بالاست به همین دلیل تکنولوژی به کار رفته در ضدعفونی آب با سایر ضدعفونی ها فرابنفش کمی متفاوت است. 

به طور کلی ای پرتو فرابنفش در ضدعفونی عرصه های مختلف استفاده میشود از این جمله عبارتند از:

  • استفاده از UV برای تصفیه آب
  • استفاده از UV برای ضدعفونی کردن منازل و اماکن تجاری 
  • استفاده از UV برای ضدعفونی کردن بیمارستان ها و آزمایشگاه ها
  • استفاده از UV برای ضدعفونی کردن حمل و نقل  عمومی و خطوط هوایی
  • استفاده از UV برای ضدعفونی کردن هتل ها و مکان های ورزشی
  • استفاده از UV برای ضدعفونی کردن کتابخانه ها 
  • و غیره 

میکرو ارگانیسم ها و اشعه UV 

میکروارگانیسم ها موجودات ریز میکروسکوپی هستند که طول آنها کمتر از ۱ میلیمتر است و با چشم غیر مسلح دیده نمیشوند. میکرو ارگانیسم ها تک سلولی میباشند. میکرو ارگانیسم ها میتوانند شامل موارد زیر باشند:

  • پروتوزآها
  • جلبک ها
  • قارچها
  • باکتری ها 
  • ویروس ها
  • انگل ها 
  • اسپورها 
  • مخمر ها  
  • و غیره 

بر اساس تحقیقات و نمودارها،پرتوها فرابنفش با طول موج بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر دارای خاصیت میکروب زدایی و ضدعفونی کنندگی هستند. این پرتوها در RNA و DNA و پروتئین جذب شده و ساختار آنها را از بین میبرد. برای تولید نورهای فرابنفش روشهای مختلفی وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از لامپ های جیوه ای است. عملکر لامپ های جیوه ای به گونه ایست که با عبور جریان الکتریسیته از درون لامپ، جیوه برانگیخته میشود و در نتجه نور فرابنفش تولید میکند. لامپ های فرابنفش بر اساس فشار درون لامپ ها که تعبیه میشوند اقدام به تولید طول موج  در نحندوه مشخصی از پرتو فرابنفش میکنند. از انواع این لامپ ها عبارتند از:

  • لامپ با فشار کم Low Pressure : که دارای فشاری بین ۱ تا ۱۰ پاسکال هستند و طول موجی معادل ۲۵۴ نانومتر معادل طول موج UVC تولید میکنند که خاصیت میکروب کشی بالایی دارد. 
  • لامپ با فشار متوسط Medium Pressure : در این لاپ ها طول موجی بالاتر از ۲۵۴ تا ۲۵۶ نانومتر معادل طول موج UVC تولید میشود اما انرژی ساطع شده از این لامپ ها با قدرت بیشتری نسبت به لامپ فشار کم است.

امروزه اکثر دستگاههای UV با استفاده از لامپ های کم فشار با ایجاد موج حدود ۲۵۴ نانومتر تولید میشوند. با توجه به آزمایشات بسیار دقیق که توسط دانشمندان انجام شده است میزان دوز وزمان لازم از پرتو فرابنفش که برای از بین بردن میکروارگانیسم ها باید مورد استفاده قرار گیرد متفاوت است. به اختصار در جدول زیر میتوانید نتایج و میزان دوز را مشاهده نمایید.

به طور کلی در بسیاری از موارد ضدعفونی با استفاده از شیوه های رایج مانند استفاده از مواد ضدعفونی کننده یا حرارت دادن امکان پذیر نیست. در این شرایط بهترین راه حل استفاده از ضدعفونی از طریق اشعه فرابنفش میباشد. که راه حلی سریع و در عین حال با جوابدهی صد در صد است. از روش ضدعفونی با اشعه فرابنفش در بسیاری از محیط ها شامل محیط ها بیمارستانی و درمانی، محیط های دندانپزشکی، محیط های تولیدی و صنایع، فضاهای عمومی مانند مراکز تجاری، اداری، آموزشی، فرهنگی و غیره، محیط های خانگی و سایر موارد استفاده میشود. ضدعفونی و میکروب زدایی از طریق پرتو فرابنفش در کسری از ثانیه انجام میشود و بسته به ابعاد میتوان این عمل را در مدت زمان بیشتر به انجام رسانید. اگر پرتوهای قوی تر فرابنفش مانند پرتوهای UVB  استفاده میشود بهتر است با لایه پوششی و بدون تماس طولانی مدت با چشم پوست انجام شود. در برخی از تحقیقات استفاده مستقیم و در معرض پوست وچشم باعث ایجاد التهاب و حساسیت های پوستی در افراد شده است. بهتر است در هنگام استفاده از دستگاههای UV به موارد زیر دقت نمایید. 

  • حفظ فاصله ایمن از دستگاه :‌در هنگام روشن بودن دستگاه حداقل ۰/۵ متر از دستگاه فاصله بگیرید. هرچه فاصله دستگاه بیشتر باشد میزان اثر گذاری کمتر میشود. 
  • از قرار دادن چشم ها بیش از ۵ دقیقه در معرض دستگاه خودداری نمایید.

این روزها به دلیل شیوع ویروس کووید ۱۹ یا همان کرونای جدید توجه به این تکنولوژی موثره بسیار افزایش یافته است به طوریکه دستگاههایی با سایزها،‌ابعاد و اشکال مختلف به بازار عرضه شده است. این دستگاهها با توجه به حجم و گنجایش و میزان نور و انرژی میتوانند به صورت خانگی و یا در مراکز عمومی مورد استفاده قرار گیرند.