Nápady a objevy

31. října 2015

Barevné hodiny odměří bezpečné dávky záření

Unikátní dozimetry vzbudily zájem už na letošní Noci vědců | Autor: archiv FCH VUT v Brně

Franta s Hankou už jdou do chaty, ostatní si ještě mohou hrát venku. A Míša se raději ještě pořádně namaže krémem… Je vůbec možné, aby jedna učitelka zvládla mít takový přehled o svěřených dětech třeba na škole v přírodě? Do dvou let žádný problém, tvrdí odborníci z Fakulty chemické VUT v Brně. Spolu s dalšími partnery právě dokončili první část projektu, kterému výstižně přezdívají barevné hodiny. Jeho výsledkem budou levné tištěné dozimetry na jedno použití, určující bezpečnou dávku záření, včetně toho „škodlivého“ slunečního.

I když sama základní myšlenka není nijak objevná, nejcennějším výstupem tříletého výzkumu a vývoje je právě možnost snadné aplikace a široká škála užití. „Tenké vrstvy, které vykazují na čase závislou a odpovídajícím způsobem kalibrovatelnou barevnou změnu, představují mimořádně efektivní nástroj pro jednoduché vizuální posouzení časové proměnné,“ vysvětluje docent Michal Veselý, proděkan Fakulty chemické, a dodává: „Využíváme vlastně dva fotochemické principy: jeden funguje na řízeném odbourávání barviva a druhý využívá fotochemickou změnu nějaké sloučeniny, která ovlivní stabilitu barviva.“

Jsme schopni nastavit citlivost jednotlivých směsí přesně tak, jak bude pro daný účel potřeba.

Zjednodušeně řečeno: vícevrstvý proužek změní barvu poté, co je po určitou dobu vystaven danému typu záření. Barevné změny mohou kopírovat i několik stupňů intenzity, například od prvního varování až po reálné nebezpečí. „Jsme schopni nastavit citlivost jednotlivých směsí přesně tak, jak bude pro daný účel potřeba,“ doplňuje Petr Dzik, který se na řešení projektu rovněž podílel. „Vrátíme-li se k modelovému případu školy v přírodě, stačilo by, aby každé z dětí mělo třeba na kšiltovce nalepený úzký pásek, podle kterého učitelka na první pohled pozná, kdo byl už na sluníčku moc dlouho, musí se namazat krémem s vysokým faktorem, nebo odejít, a kdo ještě škodlivou hranici záření nepřekročil. Večer pak stačí proužek z čepice odlepit a ráno znovu přilepit nový,“ upřesňuje Dzik.

Část projektového týmu. Zleva: Petr Klusoň z Akademie věd, Stanislav Vašíček, ředitel Invos, s. r. o., Karel Ettler, Michal Veselý, Petr Dzik. | Autor: archiv FCH VUT v Brně

Kromě dozimetru určeného pro sluneční záření vznikají ale i další. Některé jsou určeny k lékařskému využití, například pro pacienty, kde je třeba korigovat dávky některých druhů záření, třeba při léčbě lupénky či při léčbě jasným světlem, užívané jako podpůrné terapie pro lidi trpící depresemi. „Ošetřující lékař potřebuje nějaký indikátor, aby věděl, kde se pacient pohyboval a jakou dávku záření dostal. Dozimetr navíc dokáže odlišit UV záření od viditelného světla,“ upozorňuje Petr Dzik. Další se připravují pro muzea a galerie, jejichž sály jsou osvětlované vhodnými i méně vhodnými svítidly, a časem tak dochází k poškozování především obrazů a fotografií, ale i dalších děl. „Protože přednost našich dozimetrů spočívá v tom, že všechny druhy jsou tištěné, nemusí jít jen o element, který se někde nalepí, ale může to být i celá obalová folie, do níž se zabalí materiály, které je potřeba hlídat z hlediska světelné expozice. Do této oblasti patří potravinářské dozimetry a dozimetry, které podobně „pohlídají“ stavební materiály citlivé na světlo, jako je umělý kámen,“ vypočítává docent Veselý. Ve vývoji jsou také dozimetry určené pro veterinární péči. V poslední době se totiž především v západní Evropě šíří mezi chovy vepřového nákaza zlatým stafylokokem, rezistentního vůči antibiotikům, a jediným způsobem, jak zabránit šíření nákazy na člověka, je dezinfekce zvířat pomocí UV záření typu C. Vysoké dávky ale poškodí zvířatům kůži a někdy vedou až ke ztrátě zraku. „Proto je potřeba dodržet přesné dávkování,“ říká docent Veselý.

Jako první na trhu by se měly v roce 2017 objevit dozimetry pro bezpečnější opalování, pro medicínské využití a pro muzea a galeristy. „Když zapátráte na internetu, zdá se, že podobných pomůcek přibývá jako hub po dešti. Není to ale pravda, sice možná něco existuje, ale většinou jde o běžně nedostupné věci,“ vysvětluje docent Veselý zásadní přínos tohoto aplikovaného výzkumu, který již nyní chrání několik užitných vzorů. Například galeristé dříve používali tzv. barevnou vlnu. „Devět různě vybarvených vlněných látek se z poloviny překryly neprůhlednou podložkou a připevnily k dílu. Na základě toho, jak bledly, se podle tabulky určovala dávka záření. I tuto složitou pomůcku ale dnes nelze sehnat,“ poukazuje docent Veselý. Nereagují ani výrobci jiného typu dozimetru z Velké Británie, které si muzejníci pořizovali.

Důraz byl od počátku kladen na to, aby dozimetry byly co nejlevnější. „Stanovení ceny či design jednotlivých dozimetrů tvoří současnou, závěrečnou část projektu, který je již v kompetenci hlavního řešitele, firmy INVOS. Doufáme, že se jejich cena skutečně bude pohybovat v korunách, tak, aby například ty solární bylo možné dávat třeba ke vstupence na koupaliště, a každý tak měl možnost dostatečné ochrany před slunečním zářením,“ věří odborníci z Fakulty chemické. (jih)

TémataFakulta chemická Spolupráce s firmami Lékařství užitný vzor