1. Efek fotobiologis
Untuk membahas masalah keamanan fotobiologis, langkah pertama yang harus dilakukan adalah memperjelas efek fotobiologis. Para ahli mempunyai definisi berbeda mengenai konotasi efek fotobiologis, yang dapat merujuk pada berbagai interaksi antara cahaya dan organisme hidup. Pada artikel kali ini kita hanya membahas tentang reaksi fisiologis tubuh manusia yang disebabkan oleh cahaya.
Dampak efek fotobiologis pada tubuh manusia memiliki banyak segi. Menurut mekanisme dan hasil yang berbeda dari efek fotobiologis, secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori: efek visual cahaya, efek cahaya non-visual, dan efek radiasi cahaya.
Efek visual cahaya mengacu pada efek cahaya pada penglihatan, yang merupakan efek cahaya paling mendasar. Kesehatan penglihatan adalah persyaratan paling mendasar untuk pencahayaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi efek visual cahaya meliputi kecerahan, distribusi spasial, rendering warna, silau, karakteristik warna, karakteristik kedipan, dll., yang dapat menyebabkan kelelahan mata, penglihatan kabur, dan penurunan efisiensi dalam tugas-tugas terkait visual.
Efek non visual cahaya mengacu pada reaksi fisiologis dan psikologis tubuh manusia yang disebabkan oleh cahaya, yang berkaitan dengan efisiensi kerja, rasa aman, kenyamanan, kesehatan fisiologis dan emosional. Penelitian mengenai efek cahaya non visual dimulai relatif terlambat, namun telah berkembang pesat. Dalam sistem evaluasi kualitas pencahayaan saat ini, efek non visual dari cahaya telah menjadi faktor penting yang tidak dapat diabaikan.
Efek radiasi cahaya mengacu pada kerusakan yang terjadi pada jaringan manusia akibat efek radiasi cahaya dengan panjang gelombang berbeda pada kulit, kornea, lensa, retina, dan bagian tubuh lainnya. Efek radiasi cahaya dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan mekanisme kerjanya: kerusakan fotokimia dan kerusakan radiasi termal. Secara khusus, hal ini mencakup berbagai bahaya seperti bahaya kimia UV dari sumber cahaya, bahaya sinar biru retina, dan bahaya termal kulit.
Tubuh manusia dapat menahan atau memperbaiki efek dari cedera ini sampai batas tertentu, namun ketika efek radiasi cahaya mencapai batas tertentu, kemampuan tubuh untuk memperbaiki diri tidak cukup untuk memperbaiki cedera tersebut, dan kerusakan akan terakumulasi, mengakibatkan efek yang tidak dapat diubah seperti itu. seperti kehilangan penglihatan, lesi retina, kerusakan kulit, dll.
Secara keseluruhan, terdapat interaksi multifaktor yang kompleks serta mekanisme umpan balik positif dan negatif antara kesehatan manusia dan lingkungan cahaya. Pengaruh cahaya terhadap organisme, khususnya pada tubuh manusia, berkaitan dengan berbagai faktor seperti panjang gelombang, intensitas, kondisi pengoperasian, dan keadaan organisme.
Tujuan mempelajari pengaruh fotobiologi adalah untuk mengetahui faktor-faktor yang berhubungan antara hasil fotobiologi dengan lingkungan cahaya dan keadaan biologis, mengidentifikasi faktor-faktor risiko yang dapat membahayakan kesehatan dan aspek-aspek menguntungkan yang dapat diterapkan, mencari manfaat dan menghindari bahaya, dan memungkinkan integrasi mendalam ilmu optik dan kehidupan.

2. Keamanan fotobio
Konsep fotobiosafety dapat dipahami dalam dua cara: sempit dan luas. Jika didefinisikan secara sempit, “photobiosafety” mengacu pada masalah keselamatan yang disebabkan oleh efek radiasi cahaya, sedangkan jika didefinisikan secara luas, “photobiosafety” mengacu pada masalah keselamatan yang disebabkan oleh radiasi cahaya terhadap kesehatan manusia, termasuk efek visual dari cahaya, dan efek non visual dari cahaya. , dan efek radiasi cahaya.
Dalam sistem penelitian fotobiosafety yang ada, objek penelitian fotobiosafety adalah perangkat penerangan atau tampilan, dan target fotobiosafety adalah organ seperti mata atau kulit tubuh manusia, yang diwujudkan dalam bentuk perubahan parameter fisiologis seperti suhu tubuh dan diameter pupil. . Penelitian tentang fotobiosafety terutama berfokus pada tiga bidang utama: pengukuran dan evaluasi radiasi fotobiosafety yang dihasilkan oleh sumber cahaya, hubungan kuantitatif antara fotoradiasi dan respons manusia, serta batasan dan metode perlindungan radiasi fotobiosafety.
Radiasi cahaya yang dihasilkan oleh berbagai sumber cahaya bervariasi dalam intensitas, distribusi spasial, dan spektrum. Dengan berkembangnya bahan penerangan dan teknologi pencahayaan cerdas, sumber cahaya cerdas baru seperti sumber cahaya LED, sumber cahaya OLED, dan sumber cahaya laser akan secara bertahap diterapkan dalam skenario pencahayaan rumah, komersial, medis, kantor, atau khusus. Dibandingkan dengan sumber cahaya tradisional, sumber cahaya cerdas baru memiliki energi radiasi yang lebih kuat dan spesifisitas spektral yang lebih tinggi. Oleh karena itu, salah satu arah terdepan dalam penelitian keamanan fotobiologis adalah studi tentang metode pengukuran atau evaluasi keamanan fotobiologis sumber cahaya baru, seperti studi keamanan biologis lampu depan laser otomotif dan sistem evaluasi kesehatan dan kenyamanan manusia. produk pencahayaan semikonduktor.
Reaksi fisiologis yang disebabkan oleh berbagai panjang gelombang radiasi cahaya yang bekerja pada organ atau jaringan manusia yang berbeda juga bervariasi. Karena tubuh manusia adalah sistem yang kompleks, deskripsi kuantitatif hubungan antara radiasi cahaya dan respon manusia juga merupakan salah satu arah mutakhir dalam penelitian fotobiosafety, seperti dampak dan penerapan cahaya pada ritme fisiologis manusia, dan isu cahaya. dosis intensitas memicu efek non visual.
Tujuan dilakukannya penelitian keamanan fotobiologi adalah untuk menghindari kerugian akibat paparan radiasi cahaya pada manusia. Oleh karena itu, berdasarkan hasil penelitian tentang keamanan biologis foto dan efek biologis foto dari sumber cahaya, standar pencahayaan dan metode perlindungan yang sesuai diusulkan, dan skema desain produk pencahayaan yang aman dan sehat diusulkan, yang juga merupakan salah satu arahan terdepan dari foto. penelitian keamanan biologis, seperti desain sistem pencahayaan kesehatan untuk pesawat ruang angkasa berawak besar, penelitian tentang sistem pencahayaan dan tampilan kesehatan, dan penelitian tentang teknologi penerapan film pelindung cahaya biru untuk kesehatan cahaya dan keselamatan cahaya.

3. Pita dan mekanisme fotobiosafety
Kisaran pita radiasi cahaya yang terlibat dalam keamanan fotobiologis terutama mencakup gelombang elektromagnetik mulai dari 200nm hingga 3000nm. Menurut klasifikasi panjang gelombang, radiasi optik dapat dibagi menjadi radiasi ultraviolet, radiasi cahaya tampak, dan radiasi infra merah. Efek fisiologis yang dihasilkan oleh radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berbeda tidak sepenuhnya sama.
Radiasi ultraviolet mengacu pada radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 100nm-400nm. Mata manusia tidak dapat melihat adanya radiasi ultraviolet, namun radiasi ultraviolet mempunyai dampak yang signifikan terhadap fisiologi manusia. Radiasi ultraviolet yang mengenai kulit dapat menyebabkan vasodilatasi sehingga menimbulkan kemerahan. Paparan yang terlalu lama dapat menyebabkan kekeringan, hilangnya elastisitas, dan penuaan pada kulit. Bila radiasi ultraviolet mengenai mata, dapat menyebabkan keratitis, konjungtivitis, katarak, dll, sehingga menyebabkan kerusakan pada mata.
Radiasi cahaya tampak biasanya mengacu pada gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 380-780nm. Efek fisiologis cahaya tampak pada tubuh manusia terutama meliputi luka bakar pada kulit, eritema, dan kerusakan mata seperti cedera termal dan retinitis yang disebabkan oleh sinar matahari. Terutama cahaya biru berenergi tinggi mulai dari 400nm hingga 500nm dapat menyebabkan kerusakan fotokimia pada retina dan mempercepat oksidasi sel di area makula. Oleh karena itu, secara umum diyakini bahwa cahaya biru adalah cahaya tampak yang paling berbahaya.