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UV太陽紫外線:写真やカレンダーの色褪せへの関与は?

夏休みの自由研究で「紫外線の謎」に取り組んでいる全国の子ども研究者たちへ! 「教えて!goo ウォッチ紫外線の謎」 に寄せられた質問に対する回答で大幅に割愛された詳細部分を3回に分けて記事にします。ぜひ、研究の参考にしてくださいね! 《第3回》UV太陽紫外線が我々にもたらす悪影響のひとつに 「紫外線劣化」 が挙げられます。その名の通り、強い紫外線曝露およびダメージ蓄積により、様々な物質や材料が 「変色」「変形」「硬化」「割れ」「ベタつき」などの影響を受ける ことを指します。 身近で解りやすい事例を挙げると、太陽に長時間、衣類や布が晒されると太陽曝露した箇所だけが著しく「変色」してせっかくのお気に入りのシャツや布製のバックを台無しにして太陽を恨んだり、お気に入りの家具がいつの間にか「変形」して反り返ってしまい悔しい思いをしたり、ベランダの洗濯バサミが「バラバラひび割れ」して頭にきたっ!なんていう嫌な経験をされた方も多いことと思います。これらはUV太陽紫外線の仕業です。しかし、劣化の犯人は他にいる場合もあります。 「湿気」「酸化」「熱」「乾燥」「水・雨・風」「凍結」「汚染ガス」「経年」「低品質」「チリ・ホコリ」「カビ・虫」なども劣化の原因 になります。 カレンダー(紙)を劣化させる要因は、内的要因である「洋紙に含まれる酸やリグニンなどの不純物による経年劣化」と、外的要因は保管環境による「光」「温度や湿度の変化」「カビ」「チリやホコリ」「虫や小動物」「汚染ガス」などが考えられます。その中でも太陽光や蛍光灯やTVが放射する「紫外線UV-A(320〜400nm)」波長は破壊力があり紙を劣化させる主要原因となります。又、太陽光や白熱灯が放射する赤外線(紫外線同様に目に見えない波長・熱線)も、熱放射により紙を劣化させます¹。 写真を劣化させる要因は「光」「湿気・オゾン」「酸」「カビ・虫」「その他の化学物質」などが挙げられます。そして、その中でも太陽光や蛍光灯やTVが放射する紫外線の殺菌・消毒作用は主に色素を分解するので写真色褪せの主要原因となります¹。 以上、UV太陽紫外線がカレンダーや写真の色褪せに大きく関係していることが解ったと思いますが、 蛍光灯やTVからも微量ながら紫外線が出ている ことをご存知の方は少なかったのではないでしょうか?勉強机の蛍光灯...

UV太陽紫外線:なぜ葉っぱは日焼けしないの?

夏休みの自由研究で「紫外線の謎」に取り組んでいる全国の子ども研究者たちへ! 「教えて!goo ウォッチ紫外線の謎」 に寄せられた質問に対する回答で大幅に割愛された詳細部分を3回に分けて記事にします。ぜひ、研究の参考にしてくださいね! 《第2回》実は植物のUV太陽紫外線に対する感受性は、種や品種といった遺伝的な要因や生育環境などによっても大きく変化するため、UV太陽紫外線の影響を定量的に評価することは現時点では困難であり詳しく解明されていないのが現状です。 植物の生長には「葉緑素(クロロフィル)」による光合成が必要 であることは皆さんもご存じでしょう。しかし、最近の研究では植物が光の波長の違いや光強度を感知して発芽や伸長を調整する 「光形態形成」 という仕組みを備えていることが判ってきました。 復習ですが地上に届くUV太陽紫外線は2種類でしたね。「UV-A(320〜400nm)」というエネルギーは弱いけどヒトの皮膚の3層の真ん中の層「真皮」まで到達して早期光老化(シミやシワなど)を引き起こす長波長紫外線と、「UV-B(280〜320nm)」というUV-Aよりエネルギーが強く皮膚の外側の「表皮」に強いダメージを与えて日焼け(サンバーン)や皮膚がんや白内障などを引き起こす恐れのある中波長紫外線の2種類があります。 ヒトにとっては悪影響の多いUV太陽紫外線ですが、植物の場合は必ずしも有害である訳ではないようです。「光形態形成」の一種である 青色光受容体がUV-A曝露すると、花芽(はなめ)の形成の促進や色素合成する こ とが確認されています。 UV-B曝露すると、「光形態形成」の一種である赤/遠赤色光受容体による徒長(無駄な生長)抑制促進効果 が認められているのです¹。 つまり、 植物には「葉の伸展」や「徒長(無駄な生長)抑制」など自身の生長にUV太陽紫外線をヒト以上に上手に活用する能力が自然に備わっていると考えられます。 また、ヒトはUV太陽紫外線を浴びるだけで「活性酸素」が大量に生じ眠気を伴うような強い紫外線疲労を引き起こし酸化してシワや白内障の原因になることが判明していますが、植物も同様に光合成の過程で常に、そしてUV太陽紫外線の環境ストレスで 大量の活性酸素 を発生させています。しかし、最新の研究では、2008年に独立行政法人 理化学研究所が発見...

UV太陽紫外線:人間以外がサンスクリーン剤を塗っても効果ある?

夏休みの自由研究で「紫外線の謎」に取り組んでいる全国の子ども研究者たちへ! 「教えて!goo ウォッチ紫外線の謎」 に寄せられた質問に対する回答で大幅に割愛された詳細部分を3回に分けて記事にします。ぜひ、研究の参考にしてくださいね! 《第1回》まず初めに理解することがあります。それは、サンスクリーン剤はヒトがヒトの皮膚をUV太陽紫外線から防御するために開発されたものであるということです。同じ生体でもヒトと動物では皮膚構造が異なります。 ヒトの皮膚は大きく分けて外側から順に「表皮」「真皮」「皮下組織(脂肪層)」からなる3層構造です。 「表皮」は、厚さが平均約0.2ミリのとても薄い膜です。皮膚の外側(表面)にあり、外部からの異物の侵入や体の水分の蒸散を防ぐバリアの役割を果たします。表皮は、外側から順に「角層」「顆粒層(かりゅうそう)」「有棘層(ゆうきょくそう)」「基底層」の4つのレンガのような層から成っています。 特に波長が長い紫外線UV-Aは真ん中の層「真皮」まで浸透して色素沈着(サンタン)、シミやシワなどの早期光老化を引き起こします。紫外線UV-Bは表面の層「表皮」の細胞核に強いダメージを与えて日焼け(サンバーン)、色素沈着(サンタン)、浮腫などの炎症、皮剥けなどの原因となります。このような太陽紫外線ダメージを遮断するために、 日焼け止めというサンスクリーン剤は化粧品として開発されました。 遮断方法は「紫外線散乱剤」(酸化亜鉛や酸化チタンなどの物理的に紫外線を反射させる無機粉体)と「紫外線吸収剤」(吸収した紫外線のエネルギーを熱エネルギーに変換して放出という)大きく2つの働きに分類されます。しかし、紫外線吸収剤は化学変化を起こしやすく敏感肌の方にはトラブルの原因となるケースも多く、紫外線吸収剤を含まないノンケミカルサンスクリーンを選択する方が賢明です¹。 このようにサンスクリーン剤はヒトの皮膚においてもトラブルを起こすことも間々あります。例えば、我々に身近で癒しをくれる犬や猫。ヒトと同じ3層構造の皮膚を持ちます。しかし、ヒトに比べて「表皮」の厚さが5分の1程度しかなく、豊かな被毛で覆われているとはいえ、ヒトよりも非常にデリケートな皮膚だと言えます。ですから、結論として、 ヒト が使用するサンスクリーン剤の成分の一部はヒト以外の動物の紫外線予防に...