Die wichtigsten Anwendungsfelder für UV-Strahlung

UV-Lampe

UV-Lampe. Foto: (c) Mineralium.com

UV-Lampen sind ein äußerst vielfältiges Hilfsmittel für die unterschiedlichsten Anwendungen. Die Anwendungsfelder erstrecken sich von der Entkeimung, technischen Inspektion, Mineralogie und Geologie über die Verwendung in der Dokumentenprüfung, in Diskotheken als Effektlicht, für chemische Reaktionen bis hin zu Anwendungen zur Kunststoffhärtung, in der Biotechnologie und Forensik sowie in der Medizin. Im Folgenden haben wir die wichtigsten Verwendungen für UV-Strahlung zusammengefaßt und beschrieben.

UV-Lampen in der Entkeimung und Desinfektion

UV-Licht zur Entkeimung

UV-Licht wird zur Entkeimung von Trinkwasser verwendet. Foto: BilderBox - Fotolia.com.

Die Entkeimung von Luft, Oberflächen und Wasser unter Verwendung ultravioletter Strahlung setzt sich immer mehr als eine effiziente und umweltfreundliche Methode in der Bekämpfung von Bakterien, Viren und anderen Mikroorganismen durch. Die energiereiche ultraviolette Strahlung legt dabei schädliche Keime in sekundenbruchteilen lahm. Viele Krankenhäuser und Arztpraxen setzen UV-Lampen zur Luftentkeimung ein. Auch in der Aufbereitung von Trinkwasser findet UV-Licht Verwendung. Die Keimzahl im Wasser kann mit Hilfe ultravioletter Strahlung zuverlässig reduziert werden, so daß sich die Notwendigkeit der Zugabe von Chemikalien vermindert oder erübrigt.

UV-Licht schädigt DNA

Kurzwelliges UV-Licht schädigt die DNA von bestrahlten Mikroben. Foto: Nach pirus01 - Fotolia.com.

Der große Vorteil von ultraviolettem Licht bei dieser sog. physikalischen Entkeimung liegt darin, daß die Mikroben im Gegensatz zur Behandlung mit chemischen Mitteln keine Resistenzen gegen die Strahlung entwickeln können. Bei der Trinkwasserentkeimung bei Getränkeherstellern, in Hotels oder auch Haushalten wird zunehmend UV-Licht eingesetzt. Dabei ist auf eine geeignete Wellenlänge und Leistung der UV-Lampen zu achten, die im kurzwelligen Bereich bei 254 nm liegen sollte. Während bakterielle Keime sehr empfindlich gegenüber dem kurzwelligen UV reagieren, ist das Abtöten von Schimmelpilzsporen nur mit einer höheren UV-Dosis möglich.

UV-Lampen im Reinigungssektor

Coli Bakterien

Mikroben haben im kurzwelligen UV-Licht keine Chance. Foto: Sebastian Kaulitzki – Fotolia.com.

Die ultraviolette Strahlung eignet sich nicht nur zum Entkeimen und Desinfizieren, sondern ist auch beim Aufspüren von Verunreinigungen dienlich. So wird langwelliges UV-Licht, das sog. „Schwarzlicht“ insbesondere bei der Sanitär- oder Kücheninspektion eingesetzt, wodurch Verschmutzungen die bei normalem Tageslicht unsichtbar sind, aufgedeckt werden können. Getrocknete Urin-Kristalle beispielsweise fluoreszieren im UV-Licht in einem charakteristischen hellen Gelb und können so in Sanitäreinrichtungen oder auf Teppichen aufgespürt werden. Hiervon wird beispielsweise bei der Inspektion von Hotelzimmern Gebrauch gemacht. Auch einige Arten von Pilzsporen fluoreszieren im UV-Licht und können damit sichtbar gemacht werden. Für diesen Zweck eignen sich insbesondere tragbare, batteriebetriebene UV-Handlampen mit einer UV-Strahlung im langwelligen Bereich.

UV-Handlampen bei der technischen Inspektion

UV-Lampen zur technischen Inspektion

UV-Lampen werden zur Inspektion von Haarrissen an Flugzeuggestellen gebraucht. Foto: © Martin Raab - Fotolia.com.

Ein breites Anwendungsgebiet finden UV-Lampen in der Qualitätskontrolle und bei der technischen Inspektion. So werden beispielsweise die Fahrgestelle von Flugzeugen regelmäßig einer Inspektion mit dem langwelligen Schwarzlicht zum Aufspüren von Haarrissen unterzogen. Auch Gläser bzw. Glasscheiben können unter UV-Licht feine Risse, Sprünge oder Verspannungen der Oberfläche offenbaren. Gleiches gilt auch für Oberflächenbeschichtungen bzw. Lacke. UV-Lampen helfen somit ganz allgemein bei der visuellen Inspektion von kritischen Komponenten und sorgen für ein gesteigertes Sichtvermögen.

UV-Lampen in Chemie, Biowissenschaften und Forensik

Verwendung von UV-Strahlung in Biowissenschaft und Forensik

UV-Strahlung wird häufig in der Biowissenschaft und Forensik verwendet. Foto: Sven Hoppe - Fotolia.com.

Bei biologischen Analysen werden fluoreszierende Farbstoffe als Marker verwendet, die dann beispielsweise biologische Stoffwechselvorgänge oder Genvariationen sichtbar machen können. Durch die Anregung mit UV-Licht werden diese Farbstoffe zur Lichtemission im sichtbaren Licht angeregt. In der organischen Chemie und Pharmazie können mit Hilfe dünnschicht-chromatografischer Analysen Stoffgemenge getrennt werden – diese werden dann auf den Dünnschichtplättchen mit Hilfe einer UV-Lampe im kurz- oder langwelligen UV-Bereich sichtbar gemacht. UV-Licht kann auch als Inhibitor für chemische Reaktionen in der Synthese dienen, so z.B. bei der Photooxidation, Photohalogenierung und Polymerisation. Eine wichtige Anwendung in der Forensik bzw. Kriminalistik ist das Sichtbarmachen von Blutspuren oder auch Fingerabdrücken bei der Aufklärung von Kriminalfällen mit Hilfe von UV-Lampen.

UV-Lampen bei der Aushärtung von Kunststoffen und in der Elektrotechnik

Platine in der Elektrotechnik

Verwendung von UV-Lampen zur Fotolithographie von Platinen in der Elektrotechnik. Foto: Juanjo Tugores - Fotolia.com.

Eines der häufigsten Anwendungsgebiete für UV-Lampen ist die Verwendung bei der Aushärtung von Kunststoffen. Die UV-Strahlung dient dabei als Inhibitor bei der Vernetzung von Polymeren. Dieses Prinzip macht man sich auch in der Druckindustrie bei der Härtung (bzw. Trocknung) von Druckfarben im Offsetdruck zu nutze. Auch lösemittelfreie, unter UV-Licht härtende Lacke und Klebstoffe finden vielfältig Anwendung. Bei der Fotolithographie in der Elektrotechnik macht man bei der Chipherstellung und Beschichtung von Leiterplatten bei der Waferbelichtung und Erstellung von Masken von der Vernetzung oder Zersetzung von Lacken unter UV-Licht (Positivlack / Negativlack) Gebrauch.

UV-Lampen in Gemmologie und Mineralogie

UV-Mineralien

UV-Lampen bringen UV-Mineralien zum Leuchten. Foto: Krzysztof Wiktor - Fotolia.com.

Viele Mineralien zeigen bei Anregung mit UV-Licht das Phänomen der Fluoreszenz. Das bedeutet, daß diese Mineralien bei der Bestrahlung mit einer UV-Lampe in sichtbaren Farben aufleuchten können. Das eingestrahlte kurzwellige Licht wird dabei durch photophysikalische Vorgänge in sichtbares Licht umgewandelt. Die Verwendung von tragbaren UV-Handlampen kann dabei beispielsweise bei der Suche (Prospektion) von UV-aktiven Mineralien genutzt werden. So können beispielsweise im Dunkeln uranhaltige Mineralien, aber auch z.B. Fluorit oder Calcit aufgespürt werden. Die UV-Fluoreszenz kann dabei gelegentlich auch ein wertvolles Bestimmungsmerkmal bei der Unterscheidung ähnlich aussehender Erzmineralien sein. Einige Mineraliensammler haben sich auch auf das Sammeln von UV-Mineralien spezialisiert. Diese werden dann in Vitrinen ausgestellt, die mit einer UV-Lampe ausgestattet sind. Die Mineralien leuchten dann bei Bestrahlung in wunderschönen und lebendigen Farben auf. Doch UV-Licht kann auch beim Aufspüren von Fälschungen oder „Reparaturen“ behilflich sein: Reste von Klebstoffen auf vermeintlich unbeschädigten Mineralstufen verraten sich oftmals durch ein Fluoreszieren im ultravioletten Licht. Diese Anwendung erstreckt sich auf die Gemmologie bzw. Edelsteinanalyse. So lassen sich mit Hilfe der UV-Strahlung echte von synthetischen Diamanten unterscheiden. Auch feine Haarrisse in Edelsteinen können mit UV-Licht aufgespürt werden.

UV-Lampen in der Dokumentenprüfung

Geldschein im UV-Licht

Die Echtheit von Geldscheinen lässt sich mit Hilfe einer UV-Leuchte prüfen. Foto: Mineralium.com.

UV-Lampen dienen in vielfältiger Weise beim Sichtbarmachen von Sicherheitsmerkmalen von Dokumenten. Bekannt ist vor Allem der Einsatz bei der Geldscheinprüfung. Beispielsweise sind die Euro-Geldscheine mit verschiedenen im UV-Licht fluoreszierenden Farbstoffen als Sicherheitsmerkmale gekennzeichnet. Neben Banknoten weisen auch z.B. Ausweispapiere, Schecks, Wertpapiere und andere Dokumente fluoreszierende Farbstoffe als Authentizitätsmerkmal auf. Doch auch bei der Prüfung der Echtheit von Kunstwerken in Auktionshäusern oder beim Sichtbarmachen von vergilbten Schriften historischer Dokumente kann der Einsatz einer UV-Lampe wertvolle Dienste leisten. Auch bei der Echtheitsprüfung von Briefmarken finden UV-Lampen Verwendung. UV-Licht kann bei der Unterscheidung von Papiersorten helfen und beispielsweise optische Aufheller detektieren, die dem Papier zugesetzt wurden.

Welche UV-Lampe wird für welchen Zweck verwendet?

  • Langwelliges UV-Licht, UV-A, Wellenlängenbereich 315-380 nm
    Das langwellige UV-A-Licht wird oftmals auch als „Schwarzlicht“ bezeichnet und findet Verwendung u.a. bei der Lackhärtung, Lumineszenz von Mineralien, Bräunung der Haut, Lichttherapie, Forensik, als Effektlicht in Diskotheken, im „Schwarzlichttheater“, zur Geldscheinprüfung, bei photochemischen Reaktionen, Prüfung von Kunstwerken, Chromatographie, in der technischen Inspektion und zum Aufspüren von Urinspuren oder Pilzsporen.
  • Mittelwelliges UV-Licht, UV-B, Wellenlängenbereich 280-315 nm
    Anwendungsbereiche für das mittelwellige ultraviolette Licht reichen von der Lichttherapie über photochemische Reaktionen, Härtung von Polymeren bzw. Lacken bis zur Lumineszenz bestimmter Mineralien.
  • Kurzwelliges UV-Licht, UV-C, Wellenlängenbereich 280-100 nm
    Das energiereiche kurzwellige UV-Licht wird u.a. verwendet für die physikalische Entkeimung, Desinfektion, zum Löschen von EPROM Speichern, in der Fotolithografie, zur Photooxidation, zur Ozonerzeugung, zur Geruchsbeseitigung, Abwasser- und Abluftbehandlung, Luftentkeimung, Wasserentkeimung und in der Oberflächenentkeimung.

Links

Ultraviolettstrahlung bei Wikipedia.de
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