熒光材料會產(chǎn)生有害輻射嗎?

　從演唱會的熒光棒，到夜光的手表鑰匙扣，人們與熒光材料的接觸不斷加深時，對其產(chǎn)品的安全性也產(chǎn)生了不少疑問——他們會不會放出有害輻射?

　　什么是熒光材料

　　通常意義上來說，熒光材料指的是受到電子束或特定頻率的光(射線)照射后能發(fā)出某種可見光的一類材料。比如經(jīng)常在犯罪現(xiàn)場中看到用來檢驗血痕的魯米諾(Luminol)試劑，與血液中的鐵(一說為血紅素)發(fā)生反應(yīng)后用紫外線照射即發(fā)出藍(lán)色熒光。

　　早在1575年，就有人在陽光下觀察到菲律賓紫檀木切片的黃色水溶液呈現(xiàn)極為可愛的天藍(lán)色。1852年，G.G.斯托克斯用分光計觀察奎寧和葉綠素溶液 時，發(fā)現(xiàn)它們所發(fā)出的光的波長比入射光的波長稍長，由此判明這種現(xiàn)象是由于物質(zhì)吸收了光能并重新發(fā)出不同波長的光線，而不是光的漫射作用引起的，斯托克斯 稱這種光為熒光。以稀土化合物作為原料的熒光材料，歷經(jīng)約50年的發(fā)展后，憑借其吸收能力強、轉(zhuǎn)換率高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有豐富的能級和4f電子躍遷等 特性，有取代傳統(tǒng)熒光材料并成為主流的趨勢。

　　熒光是如何發(fā)出來的

　　熒光是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)失活到多重性相同的低能狀態(tài)時所釋放的輻射，最常見的是吸收紫外線后發(fā)出可見光。化合物能夠產(chǎn)生熒光的最基本的條件是它發(fā)生多重性不 變的躍遷時所吸收的能量小于斷裂最弱的化學(xué)鍵所需要的能量。其次，在化合物的結(jié)構(gòu)中必須有熒光基團(tuán)如=C=O、-N=O、-N=N、=C=N-、=C=S 等。

　　對于具有熒光特性的分子來說，在吸收了入射光的能量后，里面的電子就像在森林中奔跑的小白兔一樣，從基態(tài)S0跑到(實質(zhì)是電子躍遷)具有相同自旋多重度[5]的激發(fā)態(tài)S2那里玩：S0+hvex→S2(h為普朗克常數(shù)，vex為入射光光子的 頻率)。處于激發(fā)態(tài)的電子可以通過各種不同的途徑釋放其能量回到基態(tài)：比如電子可以從S2經(jīng)由非?？斓膬?nèi)轉(zhuǎn)換過程(這個過程所用時間比10(-12)秒還 短)，在不發(fā)出任何輻射的情況下躍遷至能量稍低并具有相同自旋多重度的激發(fā)態(tài)S1，然后再馬不停蹄地從S1以發(fā)光的方式釋放出能量回到基態(tài) S0：S1→S0+hvf，于是我們就看到熒光了。

　　對于發(fā)光細(xì)胞而言，熒光是氧化反應(yīng)的“產(chǎn)物”，因此必要條件是有氧的環(huán)境。細(xì)胞中的發(fā)光酵素及醛類發(fā)光基質(zhì)在氧氣與能量物質(zhì)(來自黃素單核酸，有別于螢火蟲)的參與下共同反應(yīng)從而發(fā)出熒光，這種熒光稱為生物熒光。

　　我們生活中的那些熒光

　　夜光涂料(材料)

　　夜光涂料，指的是能在黑暗中能發(fā)光的一類材料，分為自發(fā)光型和蓄光型兩種。其中自發(fā)光型夜光材料的基本成分為放射性材料，不需要從外部吸收能量，可持續(xù)發(fā)光，其放射性可能對人體造成一定危害(視成分而定)，故應(yīng)用時受限制較大;而蓄光型夜光材料很少會使用放射性物質(zhì)，主要是靠吸收外部的光能再進(jìn)行緩慢釋放，而且要儲備足夠的光能才能保證持續(xù)一段時間發(fā)光，使用基本不受限制，但輝度不如自發(fā)光型材料。近年來，蓄光材料朝著無毒無放射方向發(fā)展，鋁系、鋇鍶系摻入稀土元素經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而得的蓄光材料，亮度是傳統(tǒng)材料的上百倍。

　　反光材料

　　這種材料廣泛應(yīng)用在各種交通指示牌。最早是美籍華裔科學(xué)家董棋芳博士研發(fā)出定向玻璃微珠，而后各式反光布、反光涂料才相繼問世。其實目前的交通指示牌分為兩類：一類是完全反光材料，即依靠將入射光線反射回去達(dá)到警示目的;另一類是光致發(fā)光，不僅僅能反光，還能在受到光照時能輻射出光子，比普通的反光材料看上去更醒目，比如硫系材料。這些通常情況下都不會產(chǎn)生對人體有害的輻射，但至于其是否具有化學(xué)毒性就得看具體成分具體分析了。

　　熒光棒和熒光鑰匙扣

　　節(jié)日晚會、各種演唱會上必用到的熒光棒里面主要由三種物質(zhì)組成：過氧化物、酯類化合物和熒光染料。把它搖幾下或者抖幾下后，過氧化物和酯類化合物發(fā)生反應(yīng)，再將反應(yīng)后的能量傳遞給熒光染料，最后由染料發(fā)出熒光，整個過程中都不會發(fā)出傷害人體的射線。雖然熒光棒不會放出有害射線，但是里面的液體不可食用，也應(yīng)盡量避免與皮膚接觸，特別是眼睛。所以，只要你不拿刀子剪刀去破壞、不用力扭曲熒光棒，拿去盡情地?fù)u吧!

　　熒光鑰匙扣也是類似原理。使用時只要和使用熒光棒一樣注意不對它施暴，那么它在你身邊只會給你帶來方便，潛在危險仍然來自于里面化學(xué)成分的毒性而不是輻射。

　　再附上個關(guān)于熒光棒的小知識：熒光棒發(fā)光時間的長短與環(huán)境溫度成反比，即所處環(huán)境溫度越高，熒光棒的發(fā)光時間越短。所以當(dāng)手中的熒光棒變暗時，可以將其放入冰箱或者冰柜中，低溫環(huán)境能抑制兩種液體的化學(xué)反應(yīng)，需要的時候再拿出來，這樣就能重復(fù)使用了。

　　熒光增白劑

　　為了讓紙張看上去很白，部分商家會在里面添加熒光增白劑，或叫熒光漂白劑，是一種復(fù)雜的有機化合物。這種增白劑吸收紫外線后發(fā)出藍(lán)色的光，與紙張的黃色光疊加后互補形成白色，達(dá)到增白的效果，廣泛用于造紙、紡織、洗滌劑等多個領(lǐng)域中。這種物質(zhì)不會對人產(chǎn)生有害輻射，但如果看書的時候肚子餓了，千萬別把紙張往嘴里塞，避免遭受其可能的化學(xué)毒性危險。

　　熒光燈

　　熒光燈的發(fā)光原理是：熒光管內(nèi)充滿氬氖混合氣體及汞蒸汽，燈管電極的放電使汞發(fā)出紫外波段的光，燈管內(nèi)側(cè)表面的磷質(zhì)熒光漆吸收了紫外線，取決于磷質(zhì)成份的比例，發(fā)出不同顏色的熒光。發(fā)光過程中燈管內(nèi)側(cè)表面的磷質(zhì)熒光漆吸收了絕大部分的紫外線，正常情況下使用質(zhì)量合格的熒光燈，即時熒光漆涂層上有一些細(xì)微裂隙，也不會增加人使用熒光燈的健康風(fēng)險。

　　天然熒光

　　螢火蟲在城市里現(xiàn)在很難看見了，令人感嘆以后又少了個泡妹紙的方法。螢火蟲的發(fā)光，簡單來說，是熒光素在催化下發(fā)生的一連串復(fù)雜生化反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)物之一就是它們屁屁上的光。人家那么可愛的動物，自然不會對你有害，只要你不學(xué)貝爺見啥吃啥。

　　極光也是高層大氣中的熒光現(xiàn)象。極光是太陽風(fēng)進(jìn)入地球磁場導(dǎo)致的光輝，大家見到極光興奮還來不及吧。

　　含有某些稀土元素的螢石和方解石也能發(fā)出熒光。但稀土含量極少，而且也不會天天接觸，有害的輻射微乎其微，只要你不揣在懷里戴在手上腳上脖子上。

　　錢

　　最受歡迎的當(dāng)然要最后出場!其實這里要說的是印刷防偽技術(shù)——目前大部分國家的鈔票及證件等需要防偽的物品都會利用特殊的油墨在紫外線下發(fā)出熒光的特點防偽，用紫外燈照射人民幣時出現(xiàn)的那個數(shù)字啦!當(dāng)然這種油墨的使用也是安全無害的，如果你還是不太相信的話，我很樂意為你保管。

　　結(jié)論

　　綜合來看，常見的熒光材料所發(fā)出的熒光都是非放射性光，對人體不會造成有害輻射。之所以有觀點認(rèn)為熒光物質(zhì)會傷害人體，是因為在某些夜光手表、鑰匙扣、信號照明燈中加入了放射性物質(zhì)，如高檔手表里的氚氣和β燈里面使用的氚、黃磷與硫化鋅的混合物。但值得慶幸的是，氚的β衰變只會放出高速移動的電子(即β 粒子)，穿透能力很弱，連薄薄的有機玻璃片都無法通過，更別說穿透人體，因此只有大量吸入時才會對人體有害。換言之，只要是正規(guī)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，不用來做奇葩的事情，熒光材料就不會對人體產(chǎn)生危害。