블랙라이트

3. 안전성

세계 보건 기구에 따르면, UV-A는 피부의 초기 태닝을 유발하며 피부 노화와 주름에 기여하고, 피부암의 진행에도 영향을 줄 수 있다.^[7] UV-A는 단기 및 장기적으로 눈에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.^[8]

블랙라이트는 자외선 영역의 빛을 생성하지만, 주로 장파 UVA 영역에 국한된다. UVA는 3가지 자외선 스펙트럼 중 가장 안전하다고 알려져 있지만, 장시간 노출될 경우 피부암 발생과 연관이 있다. UVA 빛은 콜라겐 섬유를 손상시켜 피부 노화를 가속화하고 주름을 유발하며, 피부의 비타민 A를 저하시킬 수 있다.

UVA 빛은 DNA 손상을 유발할 수 있다. 긴 파장으로 인해 피부층 깊숙이 침투하여 하이드록실 라디칼 및 산소 라디칼과 같은 반응성 화학 중간체를 생성하며, 이는 DNA를 손상시켜 흑색종의 위험을 초래할 수 있다. 블랙라이트의 출력은 약하지만, 선탠 침대에서 사용되는 자외선 방사선에 과다 노출되면 DNA 손상, 광노화(햇빛에 장기간 노출되어 피부가 손상되는 것), 피부 경화, 면역 체계 억제, 백내장 형성 및 피부암을 유발할 수 있다.^[15][16]

4. 용도

블랙라이트는 형광 효과를 이용하여 다양한 분야에서 활용된다. 블랙라이트에서 나오는 자외선은 사람 눈에는 보이지 않지만, 특정 물질에 닿으면 가시광선을 방출시켜 다양한 색으로 빛나게 한다.

일반 형광등과 유사한 방식으로 만들어지지만, 사용되는 형광체와 유리 재질에 차이가 있다. 일반 형광등은 백색 유리를 사용하는 반면, 블랙라이트는 짙은 청자색의 우드 글래스|우드 유리^영어를 사용하여 400 nm 이상의 가시광선을 차단한다. 형광 물질로는 유로퓸이 첨가된 붕산 스트론튬이나 납이 첨가된 규산 바륨이 주로 사용되며, 우드 유리를 사용한 블랙라이트의 파장은 365nm이다.

백열전구를 사용한 간단한 블랙라이트도 만들 수 있지만, 효율이 매우 낮고 과열 위험이 있다. 최근에는 자외선 LED 조명을 사용하는 방법도 사용된다. 살균등과는 용도와 발광 방식이 다르며, 파장에도 차이가 있다.

블랙라이트는 실내 시각 효과 외에도 다음과 같이 활용된다.

• 의학, 생물학, 광물학, 미술품 감정, 진위 판별 등에 사용된다.
• 세균 번식 확인: 백선 등 피부병 확진에 쓰인다.
• 지폐, 골동품, 각종 증명서, 여권, 비자, 신용 카드 진위 감정: 일본은행권의 경우 D호 지폐와 E호 지폐에서 인장과 일부 바탕 무늬에 특수 발광 잉크가 사용된다.
• 식품 위생 및 의류 등의 형광 체크, 변소 청소 확인: 형광 염료 및 비타민 B군의 형광성을 이용한다.
• 형광 도료 물질 축광에 사용된다.
• 부정 경유 식별: A중유나 등유에 쿠마린을 첨가한다. (한국의 경우)
• UV 레진 경화: 취미, 네일 아트, 치과 등에서 이용된다.

4. 1. 의료 응용

• 진균 감염: ''Trichophyton tonsurans''과 같은 일부 형태의 백선은 형광을 내지 않는다.^[17]
• 세균 감염^[18]
• ''Corynebacterium minutissimum''은 산호색을 띤다.
• ''Pseudomonas''는 황록색을 띤다.
• 여드름을 유발하는 세균인 ''Cutibacterium acnes''는 우드등 아래에서 주황색 빛을 낸다.^[19]

4. 2. 보안 및 인증

4. 3. 생물학

전 세계의 곤충 및 나비 수집가들은 블랙라이트를 사용하여 표본을 유인하고 채집하는데, 이는 곤충과 나방을 유인하는 데 선호되는 광원 중 하나이다.^[1] 블랙라이트는 동물의 배설물(소변, 구토 등)을 비추어 위생 상태를 확인하는 데에도 사용될 수 있다.^[1]

블랙라이트는 형광 물질을 가진 세균의 번식을 확인하여 백선 등 피부병 진단에 사용될 수 있다.^[3] 또한, 식품 위생이나 의류 등의 형광 염료 유무를 확인하고,^[5] 비타민 B군의 형광성을 이용하여 소변 얼룩 등 변소 청소 상태를 확인할 수 있다.^[5] 형광 도료를 사용한 물질의 축광에도 사용된다.^[6]

일본에서는 부정 경유 식별을 위해 A중유나 등유에 쿠마린을 첨가한다.^[7] 쿠마린이 첨가된 중유나 등유에 블랙라이트를 비추면 액체가 하얗게 흐려져 경유와 등유를 구별할 수 있다.^[7] 자외선 경화 수지(UV 레진)의 경화용 광원으로도 사용되며, 취미, 네일 아트 및 치과에서 이용된다.^[8] 다만, 최근 충치 치료 등에서는 자외선 대신 푸른 가시광선을 사용하는 경우가 많다.^[8]

4. 4. 결함 감지

블랙라이트는 비파괴 검사에 널리 사용된다. 형광 액체를 금속 구조물에 바르고 빛을 비추면 균열이나 약한 부분을 쉽게 찾을 수 있다.

냉장고나 에어컨 시스템에 누출이 의심되면, UV 추적 염료를 압축기 윤활유 및 냉매 혼합물과 함께 시스템에 넣는다. 그런 다음 시스템을 작동시켜 염료를 배관 및 구성 요소 전체에 순환시킨 후 블랙라이트 램프로 시스템을 검사한다. 형광 염료의 흔적이 발견되면 교체가 필요한 누출 부위를 정확히 찾을 수 있다.

4. 5. 예술 및 장식

블랙라이트는 특히 검은색 벨벳에 형광색으로 칠해진 그림을 밝히는 데 사용되어 자체 발광의 환상을 강화한다. 이러한 재료는 종종 UV 광선 아래 감각 룸에서 보이는 타일 형태로 사용되며, 영국에서는 심각하고 다중 학습 장애가 있는 학생들을 교육하는 데 일반적이다.^[25] 특히 광학 증백제 잔류물을 포함하는 특정 섬유에서 발생하는 이러한 형광은, 예를 들어 제임스 본드 영화 ''007 뷰 투 어 킬''의 오프닝 크레딧에서 볼 수 있듯이, 오락적인 효과를 위해 사용될 수도 있다. 블랙라이트 인형극은 블랙라이트 극장에서 공연된다.

4. 6. 광물 식별

암석 채취 및 형광 현상을 이용한 광물 식별은 블랙라이트를 활용하는 흔한 방법 중 하나이다. 1852년 조지 스토크스는 형석이 자외선에 노출되었을 때 파란색 빛을 내는 현상을 발견하고, 이를 형석(fluorite)의 이름을 따 "형광"이라고 명명했다. 자외선 아래에서 빛을 내는 대표적인 광물 및 암석은 다음과 같다.

• 형석, 방해석, 아라고나이트, 오팔, 인회석, 옥수, 강옥(루비 및 사파이어), 텅스텐 회중석, 셀레나이트, 스미스소나이트, 섬아연석, 소다라이트

광산에서는 형석 및 기타 형광 광물의 광맥을 찾기 위해 산업 규모의 램프를 사용한다. 휴대용 UV 램프는 지질학자들이 광산에서 형석의 최적 위치나 새로운 광산을 식별하는 데 유용하다. 일부 투명한 셀레나이트 결정은 자연광에서는 보이지 않지만 자외선 아래에서는 "모래시계" 패턴을 나타내며, 인광성을 띠기도 한다. 석회암, 대리석, 석회화는 방해석 때문에 빛나고, 화강암, 시에나이트, 화강암 페그마타이트 암석도 빛을 낼 수 있다.

4. 7. 수지 경화

UV 광선은 특정 접착제, 수지 및 잉크 내부에서 광화학 반응을 일으켜 경화시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 경화 과정을 '경화'라고 한다. UV 경화는 인쇄, 코팅, 장식, 스테레오리소그래피 및 다양한 제품 및 재료의 조립에 적합하다. 다른 기술과 비교하여 UV 에너지로 경화하는 것은 저온 및 고속 공정으로 간주될 수 있으며, 증발이 아닌 직접 중합을 통해 경화가 이루어지므로 무용제 공정이다. 1960년대에 처음 도입된 이 기술은 제조업 분야의 많은 산업에서 자동화를 간소화하고 증가시켰다. UV 광선으로 경화하는 주요 장점은 재료를 처리할 수 있는 속도이다. 공정에서 경화 또는 건조 단계를 가속화하면 잉크 또는 코팅이 젖어 있는 시간을 줄여 결함 및 오류를 줄일 수 있다.

UV 에너지는 다양한 재료와 고유한 상호 작용을 하기 때문에 UV 경화를 통해 다른 방법으로는 얻을 수 없는 특성을 가진 제품을 만들 수 있다. 이로 인해 UV 경화는 강도, 경도, 내구성, 내화학성 및 기타 여러 특성의 변화가 필요한 많은 제조 및 기술 분야에서 기본적인 기술이 되었다.

자외선으로 경화되는 UV 레진(광경화 수지의 일종)은 경화용 광원으로 사용되며, 취미(액세서리 및 모형), 네일 아트 및 치과에서 이용되고 있다. 다만 최근의 충치 치료 등에서는 눈에 대한 안전성을 고려하여 자외선 대신 푸른 가시광선을 사용하는 경우가 많다.

4. 8. 기타

제2차 세계 대전 중 야간 및 악천후 비행 시 미국, 영국, 일본, 독일에서 계기판 조명을 위해 UV 조명을 사용했다. 이는 라듐으로 칠해진 계기판보다 안전하고 조절이 쉬웠으며, UV 형광 잉크로 표시된 지도, 연필, 계산자 (E6B 등)에도 사용되었다.^[26]

LSD는 블랙라이트 아래에서 형광을 띄지만, 대체 물질인 25I-NBOMe는 형광을 띄지 않아 LSD 검사에 사용될 수 있다. 장파 자외선은 태닝 침대에서 사용된다.^[3]

블랙라이트는 다음과 같은 다양한 분야에서 활용된다.

• 식품 위생 및 청결: 형광 염료 유무를 확인하여 식품 위생, 의류 등의 형광 체크에 활용된다. 비타민 B군의 형광성을 이용하여 소변 얼룩 등 변소 청소 상태를 확인할 수 있다.
• 축광: 태양광이나 형광등보다 빠르게 축광할 수 있어 형광 도료를 사용한 물질의 축광에 사용된다.
• 부정 경유 식별: A중유나 등유에 쿠마린을 첨가하여 블랙라이트로 확인한다. (한국의 경우, 환경 보호를 위한 정책적 활용)
• UV 레진 경화: 광경화 수지의 일종인 UV 레진의 경화용 광원으로 사용되며, 취미, 네일 아트, 치과 등에서 이용된다.
• 진위 감정: 지폐, 골동품, 각종 증명서, 여권, 비자, 신용 카드의 진위 감정에 사용된다. 일본은행권의 경우 D호 지폐와 E호 지폐에서 인장과 일부 바탕 무늬에 특수 발광 잉크가 사용되고 있다.
• 의학, 생물학, 광물학, 미술품 감정 분야
• 세균 번식 확인: 백선 등 피부병 확진에 사용된다.

참조

_[1] 서적 The Right Light: Matching Technologies to Needs and Applications https://books.google[...] CRC Press
_[2] 서적 Methods in Microbiology https://books.google[...] Academic Press
_[3] 서적 Lighting Control: Technology and Applications https://books.google[...] Taylor & Francis
_[4] 웹사이트 Black Lights http://glow.glowinc.[...] Glow Inc. 2018-11-15
_[5] 웹사이트 How Do Black Lights Work? http://blog.1000bulb[...] 1000Bulbs.com 2013-01-16
_[6] 간행물 The fluorescence of scorpions and cataractogenesis https://www.cell.com[...] 2023-01-15
_[7] 웹사이트 Radiation: Ultraviolet (UV) radiation https://www.who.int/[...] World Health Organization 2021-02-15
_[8] 웹사이트 Ultraviolet (UV) protection https://www.aoa.org/[...] American Optometric Association
_[9] 웹사이트 What is the difference between BL and BLB blacklights? https://www.prolamps[...] Pro Lamp Sales website 2020-12-11
_[10] 웹사이트 About Black Light http://www.insect-o-[...] Insect-O-Cutor
_[11] 웹사이트 Osram http://www.sylvania.[...] Sylvania
_[12] 웹사이트 BLB LF Datasheet https://www.assets.l[...] 2018-08-29
_[13] 간행물 Ultraviolet Light- its Effects and Applications http://sciencevision[...] 2019-01-21
_[14] 간행물 An Action Spectrum for UV Photocacinogenesis
_[15] 웹사이트 ESPCR Blog http://www.espcr.org[...] European Society for Pigment Cell Research
_[16] 웹사이트 Ultraviolet Radiation http://www.hps.org/h[...] Health Physics Society 2009
_[17] 간행물 The rise and fall of fluorescent tinea capitis 1983-10
_[18] 서적 Rook's Textbook of Dermatology https://books.google[...] John Wiley and Sons 2010-11-14
_[19] 웹사이트 Eikone.com http://www.eikone.co[...] Eikone.com 2011-11-08
_[20] 간행물 Urine fluorescence using a Wood's lamp to detect the antifreeze additive sodium fluorescein: a qualitative adjunctive test in suspected ethylene glycol ingestions 1990-06
_[21] 간행물 Photo Quiz — An infant with a hypopigmented macule http://www.aafp.org/[...]
_[22] 간행물 "[Interdigital erythrasma: clinical, epidemiologic, and microbiologic findings]" http://www.elsevier.[...] 2008-07
_[23] 서적 First Aid for the Basic Sciences—General Principles McGraw-Hill Medical
_[24] 간행물 Utility of the Wood's light: five cases from a pigmented lesion clinic
_[25] 웹사이트 Communication Aids for Language and Learning—UV light http://callcentre.ed[...]
_[26] 웹사이트 The fluorometric determination of lysergic acid diethylamide and ergonovine https://www.erowid.o[...]