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日焼け防止クリームが紫外線を防ぐ理由

紫外線は私たち見えている紫の光より波長が短い電磁波です。(光も電磁波)
光(電磁波)は波長が短いほどエネルギーが大きいので、紫外線は大きなエネルギーを持っています。

紫外線は波長が長い方から、UV-A , UV-B , UV-C と区分されています。
特に有害な波長が短いUV-Cの全てとUV-Bの一部はオゾン層で吸収されて地表まで届きませんが、 UV-Bは火傷を起こし、皮膚癌を起こす可能性があります。
UV-Aは、皮膚の奥まで浸透します。

紫外線は人類誕生の頃から降り注いでいるので、人類の皮膚細胞は、色素細胞から褐色のメラミン色素を生成して肌を守っています。
しかし、長時間紫外線を当てすぎたり、加齢によって皮膚細胞の働きが落ちてくると、色素沈着や、しわやシミになるようになります。 それらが、皮膚癌への変異を起こしたり、また火傷状態になります。
そこで、太陽光に長時間当たらなければならないときには、紫外線避けのために、 肌の露出を避け、サングラスを掛け、つばの広い帽子をかぶります。
しかし、人間という動物は贅沢なもので、肌を露出したまま紫外線は浴びたくないと思って出来たのが、日焼け防止用クリームです。

日焼け防止用クリームの原理

  • 紫外線が当たったら跳ね返してしまう方法
    これには、二酸化チタンや酸化亜鉛などが使われます
  • 当たった紫外線を吸収してしまう方法
    物質中の電子に紫外線が当たると、電子はエネルギーをもらうので、活発になります(励起状態)が、 励起状態は不安定なので元の状態(基底状態)に戻ります。
    励起状態から基底状態に戻るときにエネルギーを放出します。
    光を反射する金属では光として放出しますが、オキシベンゾンやメトキシケイヒ酸オクチルなどは熱として放出します。
    熱として放出するものを皮膚に塗れば、紫外線が当たっても熱として放出するので肌を守れます。
    電子が基底状態から励起状態になるのに必要なエネルギーの大きさは物質によって異なるので、 物質をうまく選べば、その大きさのエネルギーを持った紫外線だけ吸収する日焼け防止クリームがつくれます。

日焼け防止クリームの効果はSPFとPAで表される

SPFは紫外線によって皮膚が赤くなるまでの時間を何倍引き延ばせるかというものです。
あなたが30分間太陽光に当たっていると皮膚が赤くなり、SPFが10のクリームをぬったときは、 30分間×10となって300分間(5時間)太陽光に当たっても皮膚が赤くならないとなります。

PAでは
  • PA+   UV-Aから皮膚を守る効果がある
  • PA++  UV-Aから皮膚を守る効果がかなりある
  • PA+++ UV-Aから皮膚を守る効果が非常にある