回顧藍(lán)光LED的發(fā)現(xiàn)之旅，在享受科技進(jìn)步帶來(lái)的繽紛和明亮?xí)r，它的安全性討論也幾經(jīng)起伏并日趨激烈。LED是否存在藍(lán)光危害？這種危害是一種嚴(yán)重的“藍(lán)禍”，還是在人們掌控之中？
等了30年
早在藍(lán)光LED發(fā)明之前，紅光LED、黃光LED、綠光LED就已相繼問(wèn)世，為三原色之一—藍(lán)光LED的出現(xiàn)，科學(xué)家們努力了30余年。
1960年，美國(guó)學(xué)者實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體發(fā)光從紅外到紅光的過(guò)渡，人類第一次用LED獲得了可見(jiàn)光中的紅光，但這個(gè)材料體系的帶隙比較小，它最多只能發(fā)到黃光為止，根本無(wú)法發(fā)出藍(lán)光。獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的三位日本科學(xué)家則攻克了材料難關(guān)。
日本科學(xué)家赤崎勇到名古屋大學(xué)后，決定做氮化鎵材料，并發(fā)現(xiàn)它是非常穩(wěn)定的，奠定了藍(lán)光LE D研究的整體基礎(chǔ)，他的學(xué)生天野浩則做出了實(shí)質(zhì)突破。
華中科技大學(xué)光學(xué)工程系博士生導(dǎo)師吳志浩介紹，據(jù)說(shuō)天野浩做實(shí)驗(yàn)非常用功，對(duì)沒(méi)有太大進(jìn)展很苦悶，而恰好有一天實(shí)驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)了一些故障，溫度下降，凍結(jié)后又升高，材料就會(huì)長(zhǎng)好。這個(gè)基于平時(shí)努力的意外發(fā)現(xiàn)在一定程度上解決了晶體材料的生長(zhǎng)問(wèn)題。
天野浩前往日本NTT公司實(shí)習(xí)時(shí)，通過(guò)低能電子束的轟擊，讓氮化鎵材料產(chǎn)生空穴，真正實(shí)現(xiàn)了P型的摻雜，這一成果在報(bào)道后引發(fā)研究熱潮。此時(shí)，日本日亞公司的中村修二建議公司用氮化鎵進(jìn)行藍(lán)光LED的研制，“產(chǎn)業(yè)化的臨門一腳是靠他做出來(lái)的。”吳志浩評(píng)價(jià)。
“藍(lán)光LED的出現(xiàn)在照明界產(chǎn)生了顛覆性影響。在得到白光的拼圖里，藍(lán)光LED是最重要、最難的一塊，三個(gè)科學(xué)家不光在實(shí)驗(yàn)室里做出來(lái)，而且找到了產(chǎn)業(yè)化的方法”。復(fù)旦大學(xué)電光源研究所副所長(zhǎng)張善端分析，這是2014物理諾獎(jiǎng)?lì)C給藍(lán)光LED發(fā)明人的原因。
藍(lán)光LED出現(xiàn)后，整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍，而中國(guó)目前是全球最大的LED燈具制造基地。據(jù)去年《半導(dǎo)體科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》顯示，到2015年，LED在中國(guó)通用照明市場(chǎng)的份額要達(dá)到30%。張善端預(yù)計(jì)，到2020年，在我們的生活里用到的燈具里面，LED要占到一半。
不過(guò)，LED的日益廣泛使用，伴生著“藍(lán)光危害”的憂慮。
橙色預(yù)警
日常生活中，長(zhǎng)時(shí)間使用LED燈及電腦等，眼睛通常會(huì)出現(xiàn)疲勞、干澀、刺痛等不適感，這其實(shí)是LED燈中的藍(lán)光在作怪。
清華大學(xué)電子工程系霍玉晶教授介紹，人眼對(duì)黃光和綠光很敏感，這二者需要比較低的功率照明就可以，但人眼對(duì)藍(lán)光不敏感，需要增加功率才能看得清。
LED燈的光源發(fā)射的是白光，但白光的形成卻主要靠波長(zhǎng)450—460nm的藍(lán)光激發(fā)熒光粉。通常LED光源的出廠波長(zhǎng)控制在500nm之內(nèi)，一般是450—455 nm或455—460 nm，都屬于輻射傷害最強(qiáng)的區(qū)段。而生產(chǎn)廠家為了追求亮度，通常會(huì)加強(qiáng)L E D光源的藍(lán)光強(qiáng)度，人眼如果長(zhǎng)期對(duì)視，難免受傷。
“藍(lán)光危害”因此成為了專指400一500nm藍(lán)光波段，在亮度過(guò)高，眼睛長(zhǎng)時(shí)間直視光源后可能引起視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷的詞匯。
在醫(yī)學(xué)研究中，藍(lán)光會(huì)被視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞吸收，引發(fā)自由基形成。自由基是具有很強(qiáng)氧化能力的一種氧，正常條件下，自由基會(huì)被人體內(nèi)的抗氧化物質(zhì)所吸收并隨血液代謝。如果長(zhǎng)期在含藍(lán)光成分較多的照明環(huán)境里工作與生活，過(guò)量的高能藍(lán)光進(jìn)入人眼，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)量自由基，無(wú)法被體內(nèi)抗氧化物質(zhì)完全消除，它們會(huì)加速視網(wǎng)膜黃斑部氧化，未被黃斑吸收的藍(lán)光也會(huì)直接損傷視覺(jué)細(xì)胞。而視覺(jué)細(xì)胞死亡后是不可再生的。
世衛(wèi)組織愛(ài)眼協(xié)會(huì)2009年底曾發(fā)出橙色預(yù)警：“藍(lán)光輻射對(duì)人類的潛在隱性威脅將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蘇丹紅、三聚氰胺、SARS和HINI的破壞性”，并同時(shí)公布數(shù)字：在2006年至2008年3年間，因藍(lán)光輻射每年導(dǎo)致全球超過(guò)3萬(wàn)人失明。
中華醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)4 .2億網(wǎng)民中，63.5%的網(wǎng)民因藍(lán)光輻射有視力下降、白內(nèi)障、失明等不同程度的眼疾。而美國(guó)眼科學(xué)會(huì)(AAO)2010年有文章認(rèn)為，藍(lán)光相對(duì)其他波長(zhǎng)的光更容易對(duì)視網(wǎng)膜尤其黃斑造成影響，有加重年齡相關(guān)黃斑變性的傾向。
中山大學(xué)中山眼科中心主任醫(yī)師何明光教授表示，藍(lán)光對(duì)人眼的影響在業(yè)內(nèi)被稱為“藍(lán)禍”。而美國(guó)眼科學(xué)會(huì)的文章還顯示，藍(lán)光會(huì)抑制褪黑素的分泌。褪黑素是調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律的激素之一，深夜暴露于藍(lán)光容易擾亂晝夜節(jié)律。
“從醫(yī)學(xué)角度，許多前沿研究在關(guān)注藍(lán)光對(duì)人眼影響”，復(fù)旦大學(xué)眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科副主任、視光學(xué)與斜弱視學(xué)科主任周行濤介紹說(shuō)，新加坡國(guó)立眼科中心最近有實(shí)驗(yàn)研究表明，用紅色和藍(lán)色不同波長(zhǎng)的光，紅光更容易誘發(fā)屈光度變大，也就是導(dǎo)致近視，而藍(lán)光可以讓屈光度變小。也有實(shí)驗(yàn)用雞得到證實(shí)，藍(lán)光可以讓近視朝遠(yuǎn)視的方向發(fā)展。
安全標(biāo)準(zhǔn)
“無(wú)論哪種光，目視超過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)和過(guò)強(qiáng)的亮度都有不好的影響，所以藍(lán)光達(dá)到怎樣的水平很重要。”周行濤提醒。
國(guó)家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)曾在去年年初分析了27個(gè)LED光源和燈具樣品，檢測(cè)結(jié)論認(rèn)為，藍(lán)光危害是指當(dāng)藍(lán)光輻亮度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2類或者3類時(shí)，會(huì)在較短的時(shí)間或瞬間對(duì)人眼造成的傷害。
而在普通情況下室內(nèi)只能使用藍(lán)光危害分類在1類及以下的LED照明產(chǎn)品。對(duì)于糖尿病人和光敏藥物影響的人或者嬰幼兒直視LED燈的情況，則應(yīng)該用無(wú)危害的LED照明產(chǎn)品。而擴(kuò)散板可以將燈具的亮度降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)減輕藍(lán)光危害有明顯的作用。
這次檢測(cè)的參與者曾建議，政府部門應(yīng)對(duì)室內(nèi)用LED照明產(chǎn)品開(kāi)展專項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)。
目前我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際同步，光生物安全標(biāo)準(zhǔn)也是與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等同的，都是采用IEC(國(guó)際電工委員會(huì))的標(biāo)準(zhǔn)。但復(fù)旦大學(xué)電光源研究所副所長(zhǎng)張善端提醒說(shuō)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的傷害測(cè)定是依據(jù)成年人的體質(zhì)得出來(lái)的，對(duì)于兒童、尤其是嬰兒，考慮得太少。比如嬰兒的晶狀體的透過(guò)率在藍(lán)光部分，要比成人高1倍以上，限制值就要降低到成人的一半以下。
湖北省人民醫(yī)院主任醫(yī)師、武漢大學(xué)眼科學(xué)副教授陳長(zhǎng)征也認(rèn)為，無(wú)須刻意躲避藍(lán)光LE D，但嬰幼兒等特殊人群需要做好防護(hù)。
張善端去年完成各種光源的藍(lán)光危害測(cè)試和評(píng)估實(shí)驗(yàn)顯示，亮度是產(chǎn)生藍(lán)光危害最重要的因素，對(duì)于色溫低于6500K的白光光源，只要其亮度不超過(guò)10萬(wàn)坎德拉每平方米，或照度不超過(guò)1000勒克斯，就是完全安全的。他透露，目前涉及嬰幼兒的藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)尚未公布，但正在制定之中。
