Pendidikan Sains Aplikatif, Matematika Menarik dan Karya Ilmiah

Apa Itu Sinar Ultraviolet, Jenis-jenisnya, Bahaya dan Kegunaaanya?

Cahaya Ultraviolet (UV) adalh radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya tampak, tetapi lebih panjang dari sinar-X. Nama Ultraviolet berarti "melampaui violet" Ultra adalah kata Latin untuk "luar", dan ungu atau violet adalah warna panjang gelombang terpendek dari cahaya tampak.
Mineral di sinari sinar uv
Beberapa mineral dapat berpendar ketika di sinari dengan sinar UV
Dalam bahasa sehari-hari beberapa panjang gelombang UV disebut cahaya hitam, cahaya ini tidak terlihat oleh mata manusia. Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah, dapat melihat ke bagian dari daerah sinar ultraviolet (wilaya yang "dekat ultraviolet"). Banyak buah-buahan, bunga, dan biji-bijian lebih tampak kelihatan mencolok dalam panjang gelombang ultraviolet dibandingkan dengan penglihatan warna manusia. Kalajengking bersinar atau berwarna kuning sampai warna hijau di bawah pencahayaan UV. Banyak burung memiliki pola bulu yang tidak terlihat pada panjang gelombang biasa tapi diamati pada sinar ultraviolet, dan urine dari beberapa hewan tertentu jauh lebih mudah diamati dengan menggunakan sinar ultraviolet.

Penemuan
Penemuan radiasi UV berkaitan erat dengan pengamatan bahwa garam perak gelap saat terkena sinar matahari. Pada tahun 1801 fisikawan Jerman Johann Wilhelm Ritter membuat pengamatan yang mengesankan, dimana dia mengamati bahwa sinar tak terlihat  hanya diluar sinar violet dan spektrum terlihat sangat efektif dalam kertas gelap yang direndam dengan larutan perak klorida. Dia menyebut peristiwa ini "deoxidizing sinar" untuk menunjukkan reaktivitas kimia dan untuk membedakan mereka dari "sinar panas" di luar spektrum sinar tampakt. Istilah "sinar kimia" kemudian digunakan untuk sinar tersebut, dan tetap populer sepanjang abad kesembilan belas. Istilah sinar kimia dan sinar panas akhirnya masing-masing menjadi radiasi ultraviolet dan inframerah.

Subdivisi dari panjang gelombang ultraviolet
Radiasi ultraviolet dapat dibagi menjadi tiga wilayah: UV dekat (NUV; rentang panjang gelombang 380-200 nanometer),  UV jauh atau UV vakum (FUV atau VUV; 200-10 nm), dan UV ekstrim (EUV atau XUV; 1-31 nm ). Bila di bagi menurut pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, kisaran panjang gelombang UV sering dibagi menjadi UVA (400-315 nm), juga disebut gelombang panjang atau "blacklight". UVB (315-280 nm), juga disebut gelombang menegah, dan UVC (di bawah 280 nm) yang juga disebut gelombang pendek atau "kuman". Dalam photolithography, teknologi laser, dan teknologi sejenisnya, sering menggunakan ultraviolet panjang gelombang pendek yaitupanjang gelombang di bawah 300 nm.

Sumber alami dari UV
Sinar matahari memancarkan radiasi ultraviolet dalam band UVA, UVB, dan UVC, tetapi karena penyerapan di lapisan ozon atmosfer, 99 persen dari radiasi ultraviolet yang mencapai permukaan bumi adalah UVA. Beberapa lampu UVC bertanggung jawab untuk generasi ozon. Kaca biasa sebagian tembus cahaya untuk UVA tapi tidak tembuscahaya untuk panjang gelombang yang lebih pendek, sementara Silica atau kaca kuarsa, tergantung pada kualitas, dapat tembus bahkan untuk panjang gelombang UV vakum. Biasanya jendela kaca meneruskan sekitar 90 persen dari cahaya di atas 350 nm (nanometer, satu miliar meter), tetapi menahan lebih dari 90 persen dari cahaya di bawah 300 nm. 
Pada UV vakum, dengan panjang gelombang 200 nanometer, disebabkan oleh fakta bahwa udara biasa tidak tembus dibawah panjang gelombang ini. Hal  ini disebabkan karena penyerapan yang kuat cahaya dari panjang gelombang ini dengan oksigen di udara. nitrogen murni (kurang dari 10 bagian per juta oksigen) tembus cahaya untuk panjang gelombang dalam kisaran sekitar 150-200 nanometer. Hal ini mengakibatkan aplikasi yang luas sekarang bahwa proses pembuatan semikonduktor menggunakan panjang gelombang yang lebih pendek dari 200 nanometer. Dengan bekerja di gas oksigen bebas, peralatan tersebut tidak harus dibuat untuk menahan perbedaan tekanan yang dibutuhkan untuk bekerja di ruang hampa.
Ekstrim UV (EUV) ditandai dengan transisi dalam fisika interaksi dengan materi: panjang gelombang lebih dari sekitar 30 nanometer berinteraksi terutama dengan elektron valensi (elektron pada kulit terluar dari atom) dari materi, sementara panjang gelombang lebih pendek dari yang berinteraksi terutama dengan elektron kulit dalam dan inti. EUV sangat diserap oleh bahan yang paling dikenal, namun ada kemungkinan untuk mensintesis optik multilayer yang mencerminkan sampai sekitar 50 persen dari radiasi XUV pada kejadian normal. Teknologi ini telah digunakan untuk membuat teleskop untuk pencitraan matahari salah satunya telah dipelopori oleh normal Insiden X-Ray Telescope (NIXT) dan Multi Spectral Telescope Array (MSSTA) yaitu roket terdengar pada 1990-an; (Contoh saat ini SOHO / EIT dan TRACE) dan untuk nanolithography (pencetakan jejak dan perangkat pada microchip).

Efek menguntungkan
Sebuah efek positif dari sinar UVB adalah bahwa sinar ini menginduksi produksi vitamin D di kulit. Diperkirakan bahwa puluhan ribu kematian dini terjadi di AS setiap tahun dari berbagai kanker akibat paparan UVB tidak cukup ( kekurangan vitamin D). Efek lain dari kekurangan vitamin D adalah osteomalacia (rakitis), yang dapat mengakibatkan nyeri tulang, kesulitan dalam berat bantalan dan kadang-kadang patah tulang. Radiasi ultraviolet memiliki aplikasi medis lainnya, dalam pengobatan kondisi kulit seperti psoriasis dan vitiligo. UVB dan radiasi UVA dapat digunakan, bersama dengan psoralens (PUVA) untk pengobatan. Dalam kasus psoriasis dan vitiligo sinar UV dengan panjang gelombang 311 nanometer yang paling efektif.

Aspek keselamatan UV
Pada manusia, terlalu lama terkena radiasi UV matahari dapat mengakibatkan efek kesehatan akut dan kronis pada kulit, mata, dan sistem kekebalan tubuh. Sinar UVC adalah mempunyai energi tertinggi, jenis yang paling berbahaya dari sinar ultraviolet. sedikit perhatian yang telah diberikan kepada sinar UVC di masa lalu karena mereka disaring oleh atmosfer. Namun, penggunaannya dalam peralatan seperti unit sterilisasi kolam dapat menimbulkan risiko eksposur, jika lampu dinyalakan di luar unit kolam sterilisasi yang tertutup.
Apa Itu Sinar Ultraviolet, Jenis-jenisnya, Bahaya dan Kegunaaanya?
Perubahan susunan DNA yang Terkena Sinar UV

Kulit
"Menurut Y Matsumura dan H. N. Ananthaswamy, sinar ultraviolet (UV) iradiasi yang ada dari sinar matahari merupakan karsinogen manusia lingkungan. Efek racun dari UV dari sinar matahari dapat secara alami dan dari lampu terapi buatan adalah perhatian utama bagi kesehatan manusia. Efek akut utama dari radiasi UV pada kulit manusia normal terdiri peradangan kulit terbakar (eritema), terjemur, dan imunosupresi lokal atau sistemik. "

Terlalu lama terkena UVA, UVB dan UVC dapat merusak semua serat kolagen dan dengan demikian mempercepat penuaan kulit. Secara umum, UVA adalah yang paling kurang berbahaya, tetapi dapat menyebabkan penuaan pada kulit, kerusakan DNA dan mungkin kanker kulit. Meresap kedalam dan tidak menyebabkan kulit terbakar. Karena tidak menyebabkan kemerahan pada kulit (eritema) tidak dapat diukur dalam pengujian faktor perlindungan berjemur. Tidak ada pengukuran klinis yang baik dari pemblokiran radiasi UVA, tetapi penting utuk menjaga dengan blok tabir surya UVA dan UVB. Sinar UV juga dikenal sebagai "cahaya hitam", karena panjang gelombang yang lebih panjang, dapat menembus banyak jendela. Sinar ini juga menembus lebih dalam ke dalam kulit dari sinar UVB dan diduga menjadi penyebab utama keriput.
Sinar UVB dapat menyebabkan kanker kulit (jika ada kontak yang terlalu lama). radiasi menimbulkan molekul DNA dalam sel kulit,melakukan ikatan kovalen untuk membentuk antara dasar timin yang berdekatan, memproduksi dimer timidin. dimer timidin melakukan pasangan basa secara tidak normal, yang dapat menyebabkan distorsi dari helix DNA, replikasi terhenti, kesenjangan, dan misincorporation. Ini dapat menyebabkan mutasi, yang dapat mengakibatkan pertumbuhan kanker. Mutagenisitas radiasi UV dapat dengan mudah diamati dalam sel bakteri. Hubunganya dengankanker inilah salah satu alasan untuk kekhawatiran tentang penipisan ozon dan lubang ozon.
Sebagai pertahanan terhadap radiasi UV, kulit akan menjadi cokelat tubuh saat terkena sedang (tergantung pada jenis kulit) tingkat radiasi dengan melepaskan melanin pigmen coklat. Hal ini membantu untuk memblokir penetrasi UV dan mencegah kerusakan jaringan kulit rentan lebih dalam ke bawah. Suntan lotion yang sebagai blok UV tersedia secara luas (sering disebut sebagai "sun block" atau "tabir surya"). Sebagian besar produk-produk ini mengandung "SPF rating" yang menggambarkan jumlah perlindungan yang diberikan. perlindungan ini, bagaimanapun, hanya berlaku untuk sinar UVB yang bertanggung jawab untuk kulit terbakar dan tidak sinar UVA yang menembus lebih dalam ke kulit dan mungkin juga bertanggung jawab untuk menyebabkan kanker dan keriput. Beberapa lotion tabir surya sekarang termasuk senyawa seperti titanium dioksida yang membantu melindungi terhadap sinar UVA. Senyawa memblokir UVA lain yang ditemukan di tabir surya mencakup seng oksida dan avobenzone. Ada juga yang terjadi secara alami senyawa yang ditemukan dalam tanaman hutan hujan yang telah dikenal untuk melindungi kulit dari kerusakan radiasi UV, seperti aureum pakis Phlebodium. 

Yang harus dicari dalam tabir surya:
UNtuk Perlindungan UVB: Padimate O, Homosalate, Octisalate (oktil salisilat), Octinoxate (oktil metoksisinamat)
Untuk Perlindungan UVA: Avobenzone
Untuk Perlindungan UVA / UVB: octocrylene, titanium dioxide, zinc oxide, Mexoryl (ecamsule)
cara lain untuk memblokir UV adalah matahari pakaian pelindung. Ini adalah pakaian yang memiliki "UPF rating" yang menggambarkan perlindungan yang diberikan terhadap UVA dan UVB.

Mata
intensitas tinggi sinar UVB yang berbahaya bagi mata, dan paparan dapat menyebabkan tukang las kilat (photokeratitis atau arc mata) dan dapat menyebabkan katarak, pterygium, dan pembentukan pinguekula. Kacamata pelindung bermanfaat bagi mereka yang bekerja dengan atau mereka yang mungkin terkena radiasi ultraviolet, khususnya gelombang pendek UV. Mengingat bahwa cahaya dapat mencapai mata dari berbagasisi, cakupan penuh pelindung mata biasanya dibenarkan jika ada peningkatan risiko eksposur, seperti di gunung ketinggian tinggi. Pendaki gunung yang terkena lebih tinggi dari tingkat biasa radiasi UV, baik karena ada kurang penyaringan atmosfer. 

Aplikasi dari Sinar UV
1. Lampu Hitam
Cahaya hitam adalah lampu yang memancarkan panjang gelombang radiasi UV dan sangat sedikit cahaya tampak. lampu hitam Fluorescent biasanya dibuat dalam cara yang sama seperti lampu neon normal hanya saja cuma satu fosfor digunakan dan dilapisi kaca biasanya bohlam  bening yang diganti dengan kaca berwarna ungu kebiruan yang mendalam disebut kaca Wood.
Apa Itu Sinar Ultraviolet, Jenis-jenisnya, Bahaya dan Kegunaaanya?
Gambar burung pada setiap kartu kredit yang disinari dengan UV
Untuk menggagalkan pemalsu, dokumen sensitif (mis kartu kredit, SIM, paspor) juga mungkin termasuk watermark UV yang hanya bisa dilihat jika dilihat di bawah sinar pancaran UV. Paspor yang dikeluarkan oleh sebagian besar negara biasanya mengandung tinta UV sensitif dan benang keamanan. perangko visa dan stiker seperti yang dikeluarkan oleh Ukraina berisi segel besar dan rinci terlihat dengan mata telanjang di bawah lampu normal, tapi sangat terlihat di bawah pencahayaan UV. Paspor yang dikeluarkan oleh Amerika Serikat memiliki benang sensitif UV pada halaman terakhir paspor bersama dengan barcode.

2. Lampu Berfluorensensi
lampu neon menghasilkan radiasi UV oleh pengion uap merkuri bertekanan rendah. Sebuah lapisan berpendar di bagian dalam tabung menyerap UV dan mengkonversi ke cahaya tampak. Panjang gelombang emisi merkuri utama adalah dalam kisaran UVC. paparan tak terlindungi dari kulit atau mata untuk lampu merkuri busur yang tidak memiliki fosfor konversi cukup berbahaya. Sumber UV praktis lainnya dengan lebih spektrum emisi kontinu termasuk lampu busur xenon (biasa digunakan sebagai simulator sinar matahari), lampu busur deuterium, lampu busur merkuri-xenon, lampu busur halida logam, dan lampu pijar tungsten-halogen.

3. Astronomi
Aurora di kutub utara Jupiter seperti yang terlihat dalam cahaya ultraviolet oleh Hubble Space Telescope. Dalam astronomi, benda-benda yang sangat panas  memancarkan radiasi UV (lihat hukum Wien). Namun, lapisan ozon yang melindungi kita menyebabkan kesulitan bagi para astronom mengamati dari Bumi, sehingga sebagian besar pengamatan UV dibuat dari ruang angkasa.
Apa Itu Sinar Ultraviolet, Jenis-jenisnya, Bahaya dan Kegunaaanya?
Aurora pada kutub utara palanet Yupiter dilihat dengan sinar UV
4. Pengendalian hama
Perangkap lalat Ultraviolet digunakan untuk menangkap berbagai serangga terbang kecil. Mereka tertarik dengan cahaya UV dan dibunuh menggunakan sengatan listrik pada saat masuk terperangkap 

5. Spektrofotometri
Spektroskopi UV / VIS  banyak digunakan sebagai teknik dalam kimia, untuk analisis struktur kimia, terutama sistem terkonjugasi (sistem atom dengan ikatan kovalen tunggal dan ganda). radiasi UV sering digunakan dalam spektrofotometri untuk menentukan adanya fluoresensi dalam sampel yang diberikan.

6. Menganalisisa mineral
Lampu ultraviolet juga digunakan dalam menganalisis mineral, permata, dan dalam pekerjaan detektif lainnya termasuk otentikasi berbagai koleksi. Bahan mungkin terlihat sama di bawah cahaya tampak, tetapi berpendar ke derajat yang berbeda di bawah sinar ultraviolet; atau mungkin berpendar berbeda di bawah sinar ultraviolet gelombang pendek versus gelombang ultraviolet panjang. pewarna neon UV digunakan dalam banyak aplikasi (misalnya, biokimia dan forensik). Protein fluorescent hijau Fluorescent Protein (GFP) sering digunakan dalam genetika sebagai penanda. Banyak zat, misalnya protein, memiliki band penyerapan cahaya yang signifikan dalam ultraviolet yang digunakan dan minat dalam biokimia dan bidang terkait. Spektrofotometer UV yang umum di laboratoriu.

7. Memeriksa isolasi listrik
Sebuah aplikasi baru dari UV adalah untuk mendeteksi debit korona (sering hanya disebut "corona") pada alat listrik. Degradasi isolasi peralatan listrik atau polusi menyebabkan korona, dimana medan listrik yang kuat mengionisasi udara dan menggerakan molekul nitrogen, menyebabkan emisi radiasi ultraviolet. Corona menghasilkan ozon dan untuk tingkat nitrogen oksida yang lebih rendah yang kemudian dapat bereaksi dengan air di udara untuk membentuk asam nitrit dan uap asam nitrat di udara sekitarnya.

8. Sterilisasi
Lampu ultraviolet digunakan untuk mensterilkan ruang kerja dan peralatan yang digunakan di laboratorium biologi dan fasilitas medis. Alat sterilisasi yang dijual yang tersedia tekanan rendah, lampu uap merkuri memancarkan sekitar 86 persen dari cahaya mereka di 254 nanometer, yang bertepatan dengan sangat baik dengan salah satu dari dua puncak kurva efektivitas kuman (yaitu, efektivitas penyerapan UV oleh DNA). Salah satu puncak ini adalah sekitar 265 nanometer dan yang lainnya adalah sekitar 185 nanometer. 
Apa Itu Sinar Ultraviolet, Jenis-jenisnya, Bahaya dan Kegunaaanya?
Sinar UV untuk Sterilisasi mikroba
Meskipun 185 nanometer lebih baik diserap oleh DNA, kaca kuarsa yang digunakan dalam lampu komersial yang tersedia, serta media lingkungan seperti air, lebih buram untuk 185 nanometer dari 254 nanometer. sinar UV pada panjang gelombang kuman menyebabkan molekul timin yang berdekatan pada DNA untuk dimerisasi, jika cukup defisit menumpuk pada DNA mikroorganisme ini replikasi dihambat, sehingga membuatnya menjadi tidak berbahaya (meskipun organisme mungkin tidak langsung dibunuh). Sejak mikroorganisme dapat terlindung dari sinar ultraviolet di celah-celah kecil dan berbayang daerah lain, namun, lampu ini hanya digunakan sebagai suplemen untuk teknik sterilisasi lainnya.

9. Desinfektan air minum
Radiasi UV dapat menjadi virucidal efektif dan bakterisida. Desinfeksi menggunakan radiasi UV yang lebih umum digunakan dalam aplikasi pengolahan air limbah, tetapi kemudian ditemukan peningkatan penggunaan dalam pengolahan air minum. Sebuah proses yang bernama SODIS telah banyak diteliti di Swiss dan terbukti cocok untuk mengobati sejumlah kecil air. Air yang terkontaminasi diisi ke dalam botol plastik transparan dan terkena sinar matahari penuh selama enam jam. sinar matahari yang memperlakukan air yang terkontaminasi melalui dua mekanisme sinergis: Radiasi dalam spektrum UV-A (panjang gelombang 320-400 nanometer) dan peningkatan suhu air. Jika suhu air menimbulkan di atas 50 ° C, proses desinfeksi adalah tiga kali lebih cepat.
Dulu diperkirakan bahwa desinfeksi UV lebih efektif untuk bakteri dan virus, yang telah lebih terkena bahan genetik, daripada patogen yang lebih besar yang memiliki lapisan luar atau koloni-koloni dalam bentuk kista (misal, Giardia) yang melindungi DNA mereka dari sinar UV. Namun, baru-baru ini ditemukan bahwa radiasi ultraviolet bisa agak efektif untuk mengobati cryptosporidium mikroorganisme. Temuan mengakibatkan dua paten AS dan penggunaan radiasi UV sebagai metode yang layak untuk mengobati air minum. Giardia, pada gilirannya, telah terbukti sangat rentan terhadap UVC ketika tes didasarkan pada infektivitas daripada excystation. Ternyata protista yang mampu bertahan dosis UVC tinggi tetapi disterilkan pada dosis rendah

10. Pengolahan makanan
Sebagai permintaan konsumen untuk segar dan "produk segar " produk makanan meningkat, permintaan untuk metode non termal pengolahan makanan juga meningkat. Selain itu, kesadaran masyarakat tentang bahaya keracunan makanan juga meningkatkan permintaan untuk meningkatkan metode pengolahan makanan. radiasi ultraviolet digunakan dalam beberapa proses makanan untuk menghilangkan mikroorganisme yang tidak diinginkan. sinar UV dapat digunakan untuk pasteurisasi jus buah dengan mengalirkan jus di atas sumber cahaya ultraviolet intensitas tinggi. Efektivitas dari proses tersebut tergantung pada absorbansi UV dari jus.



No comments:

Post a Comment