MỞ ĐẦU 1.4 Ý nghĩa của đề tài: So sánh đánh giá khả năng chống tia UV của các loại vải dệt kim đan ngang thông dụng và đề xuất hướng xử lý hoàn tất tăng cường để chọn ra loại cấu trúc vải tối ưu cho các sản phẩm dệt chống nắng. 4 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ sở lý thuyết ảnh hưởng của tia UV 2.1 Phân tích sự ảnh hưởng của tia UV đối với con người. Tia UV (Ultraviolet Ray) hay còn gọi là tia tử ngoại hoặc tia cực tím, là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0. Phổ của tia cực tím có thể chia ra thành 02 vùng: tử ngoại gần ( = 380 - 200 nm) và tử ngoại xa hay còn gọi là vùng tử ngoại chân không ( = 200 ÷ 10 nm) [1].
Tia tử ngoại được chia ra làm 03 loại: [2] - Tia UVA ( = 320 ÷ 400 nm) còn được gọi là sóng dài chiếm khoảng 95% tia cực tím chiếu xuống mặt đất. Tia UVA không bị lớp ozone hấp thụ nên tia này có mặt trong bất cứ ánh sáng ban ngày, bất kể khi trời mây hay trời nắng. - Tia UVB ( = 280 ÷ 320 nm) còn được gọi là sóng trung cũng xuất hiện quanh năm nhưng bị lớp ozone hấp thụ phần lớn. Tia UVB hoạt động mạnh mẽ hơn ở những nơi có khí hậu nắng nhiều như các vùng nhiệt đới, cận xích đạo.
- Tia UVC ( = 190 ÷ 280 nm) còn gọi là sóng ngắn hay sóng có tính tiệt trùng, thường không xuất hiện bởi đã bị lớp ozone và khí quyển hấp thụ hoàn toàn.1: Phân loại tia tử ngoại [3] Phân loại tia tử ngoại theo ISO-21348:2007 Tên Ký Bước Năng Ghi chú/ Tên khác hiệu sóng lượng (nanomet) photon (eV) Tử ngoại UV 450 – 3.4 Tùy vào bước sóng khác nhau, sẽ 1000 nm eV gây tác hại, xâm nhập vào tầng hạ bì của da con người. Tử ngoại UVA 315 – 400 3.94 Bước sóng dài (từ 340 – 400 A nm eV nanomet) sẽ xâm nhập vào tầng hạ bì của da, phá hủy Collagen khiến da nhanh chóng lão hóa. 5 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT Tử ngoại UVB 280 – 315 3.43 Tia UVB là nguyên nhân chính B nm eV gây nên bỏng nắng, kích ứng da và ung thư da. Cũng có tác dụng tốt là giúp tổng hợp vitamin D trong cơ thể con người.
Tử ngoại UVC 100 – 280 4.4 Bước sóng ngắn, khử trùng, bị lớp C nm eV ozon và khí quyển hấp thụ hoàn toàn. Tử ngoại NUV 300 – 400 3.13 Nhìn thấy đối với chim, côn trùng gần nm eV và cá. Tử ngoại MUV 200 – 300 4.20 trung nm eV Tử ngoại FUV 120 – 200 6.16 – Vạch quang phổ ở 121,6 nm, alpha Lyman- nm 10. Bức xạ Ion hóa ở các hydro α bước sóng ngắn hơn.
Tử ngoại EUV 10 – 121 10.25 – 124 Bị hấp thụ mạnh bởi oxy trong khí cực xa nm eV quyển, mặc dù các bước sóng trong khoảng 1500 – 2000 nm có thể truyền qua nitơ. Tử ngoại VUV 10 – 200 6.20 – 124 Bức xạ Ion hóa hoàn toàn theo chân nm eV một số định nghĩa, bị khí quyển không hấp thụ hoàn toàn. (a) Mức độ ảnh hưởng và mật độ tia UV phụ thuộc các yếu tố: - Vị trí địa lý: Cường độ của tia UV thường lớn ở những vùng nhiệt đới, đặc biệt là các khu vực gần xích đạo, khu vực ở xa hơn thì nguy cơ sẽ thấp hơn. - Độ cao so với mực nước biển: Cường độ của UV thường tỉ lệ thuận với độ cao mực nước biển.
- Thời điểm trong ngày: Tia bức xạ UV thường tập trung cao vào buổi trưa, khi mặt trời ở vị trí cao và chiếu sáng trực tiếp, gần như vuông góc với mặt đất (mặt trời trên đỉnh đầu, đứng bóng), thường khoảng từ 10 đến 14 giờ. - Khung cảnh và môi trường: Cường độ UV thường lớn ở nơi có không gian rộng, đặc biệt ở những bề mặt có tính phản xạ cao như bề mặt tuyết và bề mặt cát biển. 6 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT (b) Nguyên tắc gây hại của tia UV đối với cơ thể: - Phá hủy quang hóa: Liên quan đến khả năng bức xạ trong việc tạo ra một sự thay đổi hóa học nào đó. Các photon trong tia UV là các hạt năng lượng nhỏ nhất có thể phá vỡ nhiều liên kết giữa carbon, nitrogen, và oxygen có trong các mô sinh học.
Sự biến đổi cấu trúc các phân tử có thể xảy ra ở mức năng lượng thấp hơn 3. Đây chính là nguyên nhân phá vỡ các cấu trúc tế bào.1: Bước sóng tương đương với năng lượng phá vỡ các liên kết C=O, C=C, C- H, C-N của vùng UV [4] - Phá hủy các mô sinh học: Những bước sóng ngắn dưới 400nm có khả năng tạo ion, tạo nguyên tử đơn và phá vỡ các liên kết phân tử. Do đó có thể làm biến đổi cấu trúc tế bào và thậm chí cả phần tử nội bào. Các liên kết phân tử protein bị phá vỡ có thể gây ra sự biến tính tế bào và làm đục thủy tinh thể.
Khi các photon của tia UV xuyên vào tế bào làm biến đổi trong cấu trúc chuỗi DNA gây ra hiện tượng đột biến do sự sai lệch trong quá trình tự sao chép, tái tạo tế bào (Hình 2. Các liên kết của các phân tử keo tạo đàn hồi trên da bị phá vỡ gây ra sự bó chặt các cấu tạo thớ làm lõm vùng da, thoái hóa và nhăn da. 7 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2: Đột biến cấu trúc DNA do tác động của tia cực tím [4] (c) Tác hại của tia UV: Do biến đổi khí hậu, tầng khí quyển bảo vệ trái đất ở một số khu vực bị thủng nghiêm trọng, tạo điều kiện cho bức xạ UV năng lượng cao tác động xuống mặt đất. Nếu không có biện pháp phòng tránh hiệu quả, tia UV có thể gây ra hệ lụy đối với sức khỏe như sau: - Ung thư da: Dạng ung thư da không phải u ác tính ít gây tử vong hơn, tuy nhiên chúng có thể lan rộng ra khắp cơ thể, gây biến dạng và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu không được điều trị.3: Gây ung thư da do tác động của tia cực tím [5] 8 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT Mỗi năm, số ca mắc ung thư da ở Mỹ được chẩn đoán nhiều hơn các ca mắc ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư phổi và ung thư ruột kết.
Theo thống kê, cứ 5 người Mỹ sẽ có một người mắc ung thư da trong một giai đoạn nào đó suốt cuộc đời của họ. Số người chết vì ung thư da đang nhiều lên sau mỗi giờ. Phơi nhiễm tia cực tím không an toàn là yếu tố hàng đầu dẫn đến ung thư da. Dạng ung thư da không phải u ác tính ít gây tử vong hơn, tuy nhiên chúng có thể lan rộng ra khắp cơ thể, gây biến dạng và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu không được điều trị.
U ác tính: là dạng ung thư da nguy hiểm nhất hiện nay và là một trong những loại ung thư phổ biến nhất ở thanh thiếu niên độ tuổi từ 15 – 29 tuổi. Khối u ác tính chiếm khoảng 3% các trường hợp được chẩn đoán ung thư da. Tuy nhiên, 75% người mắc ung thư da tử vong là do u ác tính. Phơi nhiễm tia cực tím và có tiền sử bị cháy nắng trong thời thơ ấu là yếu tố phổ biến gây bệnh.
Bên cạnh đó, yếu tố di truyền, sự suy giảm hệ thống miễn dịch cũng có thể gây ung thư da. Ung thư da tế bào đáy: là loại ung thư da phổ biến nhất. Chúng thường xuất hiện ở trên đầu và cổ nhưng cũng có thể xảy ra ở các vùng da khác. Ung thư tế bào đáy phát triển chậm, hiếm khi lan ra các bộ phận.
Ung thư biểu mô tế bào vảy: là tác hại của tia cực tím đối với con người chưa dừng lại ở đó, chúng còn làm xuất hiện các khối u dưới dạng nốt ruồi hoặc đốm vảy màu đỏ. Dạng ung thư này có thể phát triển thành khối u lớn, không giống như carcinoma tế bào đáy, ung thư biểu mô tế bào vảy có thể lan đến các bộ phận khác của cơ thể. - Lão hóa da sớm: Tiếp xúc lâu ngày với ánh nắng mặt trời cũng gây lão hóa da sớm. Theo thời gian, da có thể bị nhăn nheo, hình thành các vết nám, tàn nhang và đốm nâu.
Lão hóa da sớm sẽ biểu hiện sau một thời gian phơi nhiễm âm thầm với tia UVA (loại tia cực tím có bước sóng dài, xuyên qua lớp vải, cửa kính và tác động lên da). Lão hóa da bình thường là quy luật tự nhiên, tuy nhiên có đến 90% người bị lão hóa da sớm là do tác động của tia cực tím, ánh nắng mặt trời. Nếu có biện pháp bảo vệ da thích đáng trước tác hại của tia UV, hầu hết tình trạng lão hóa da sớm có thể tránh được. 9 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT - Đục thủy tinh thể và các tổn thương mắt: UVB: Tia UVB bị giác mạc hấp thu gần hết.
Dù vậy, UVB vẫn gây các bệnh về giác mạc như viêm giác mạc, hạt kết mạc, mộng. UVA: Do đi xuyên qua được tầng ozon nên lượng bức xạ tia tử ngoại là có nhiều nhất chiếm 97%. UVA xuyên qua được giác mạc, đi vào thủy tinh thể, võng mạc, nếu phơi sáng quá lâu sẽ dẫn đến tình trạng thoái hóa hoàng điểm hay đục thủy tinh thể. Các tia tử ngoại nhân tạo do lượng thời gian chiếu vào mắt và khoảng cách từ các thiết bị điện tử ngắn nên tác động đến mắt gấp nhiều lần so với tia tử ngoại mặt trời.
Các ánh sáng xanh từ thiết bị điện tử sẽ gây ra các triệu chứng nhức mắt, khô mắt, các tật về mắt hoặc thoái hóa hoàng điểm (bệnh lý có nguy cơ gây mù lòa cao).4: Minh họa ảnh hưởng của tia cực tím đối với mắt - Suy giảm hệ miễn dịch: Các nhà khoa học đã phát hiện, việc tiếp xúc quá nhiều với tia UV có thể ngăn chặn hoạt động có lợi của hệ thống miễn dịch cơ thể và ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tự nhiên của da. Da sẽ kích hoạt hệ thống phòng vệ chống lại những tác nhân gây hại từ bên ngoài như ung thư, nhiễm trùng. Tuy nhiên, nếu bạn phơi nhiễm quá mức với tia cực tím, hệ miễn dịch có thể bị suy yếu, làm giảm khả năng bảo vệ cơ thể khỏi những “kẻ thù” từ bên ngoài. 10 CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 Khả năng vải làm giảm sự ảnh hưởng của tia UV.