各類防晒用具UVA透過率測試（一）----口罩，傘，防晒霜篇

防晒用具口罩、遮陽傘等防晒係數實測（純乾貨）

2018-05-25

Emmm….作為廣大愛美女同胞中的一員，為了防止世界被破壞，為了維護世界的和平，咳咳…其實是為了在炎炎烈日下保護自己嬌嫩的肌膚，為了追求最有效的防（xin）曬（li）措（an）施（wei），身為一名資深女漢子攻城獅的我，毅然決然地對手邊能抓到的各類防晒設備做了個紫外光遮擋性能測試。

-------------紫外線的概念-----------

為了方便各位小哥哥小姐姐的理解，首先來一段科普，通常我們所說的防紫外線，到底要防的是什麼呢？為了偷個懶，以下抄自百度百科：

紫外線分成三種：

UVA：波長最長的一種紫外線，不被大氣層頂端的臭氧層吸收，可以穿透真皮層，比UVB更能深入皮膚，使皮膚晒黑，並導致脂質和膠原蛋白受損，引起皮膚的光老化甚至皮膚癌，所以UVA不但會激發色素合成而使膚色「變黑」，更是造成皮膚「老化」及細紋產生的主要原因。

UVB：中波紫外線，大部分被臭氧層阻擋，它可到達真皮層，導致皮膚日光灼傷，紅斑、晒傷等現象，但大部分UVB被臭氧層吸收，同時可被玻璃、遮陽傘、衣服等阻隔。

UVC：UVC會被大氣層幾乎完全吸收，只有極少的情況我們會碰上。

紫外線類型

波長

對皮膚的損害

UVA

320～420nm

有很強的穿透力，可以直達肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將皮膚晒黑。

UVA作用緩慢持久，一般不會引起皮膚急性炎症，但對皮膚的作用具有不可逆轉的累積效應。

UVB

275～320nm

中等穿透力，可穿透表皮到達真皮表面，可使皮膚出現紅斑、炎症等光損傷，是皮膚晒傷的根源。

UVB對皮膚作用迅速，會引起皮膚的光敏反應，是防止紫外線晒傷的主要波段。

UVC

200～275nm

穿透能力最弱，只到皮膚的角質層，且絕大部分被大氣阻留，所以不會對人體皮膚產生危害。

UVC對人體的傷害很大，短時間照射即可灼傷皮膚，長期或高強度照射還會造成皮膚癌。

所以呢，主要我們要防的是UVA和UVB。

一般來講，防晒霜的兩個參數SPF(Sun Protection Factor)和PA(Protection UVA)，前者是顯示防止被晒傷的因子，其計算方法是：假設紫外線的強度不會因時間改變，一個沒有任何防晒措施的人如果待在陽光下20分鐘後皮膚會變紅，那麼使用SPF為15的防晒霜後，理論上可在陽光下逗留15倍時間（300分鐘），也就是在300分鐘後皮膚才會被曬紅，以此類推，（但據說，SPF值越高，皮膚「呼吸」越困難）；

PA(Protection UVA)則是指防止UVA到何種程度的指標，.如PA+表示可以延緩肌膚晒黑時間2-4倍，PA++表示可以延緩4-8倍的時間，PA+++表示可以延緩8倍以上。

所以呢，如果你需要去到大氣層稀薄的地方，比如青藏高原，請一定選擇SPF高PA也高的防晒霜，如果在天天多雲加霧霾的城市裡，SPF一般即可，因為它高了不透氣呀，但PA值依舊是越高越好。

據科學家說，在陽光中紫外線的能量分布中，UVA是UVB的15倍，是令皮膚晒黑的主要原因。它能使皮膚里結合水的透明質酸含量減少，令皮膚乾燥，加速黑色素形成，所以對UVA的防護相當重要。

-----------------終於開始進入正題-----------------

本次測試呢，主要針對於主波長為365nm附近的紫外光，也就是UVA波長區間中部位置附近的波段（你問為啥選這個波長，….…emmm..….這是一種說不清道不明的feel……其實還有385nm和400nm的）（你又問為啥不測UVB……因為……沒有那個波段的光源）。

系統結構如下圖，待測樣品放置於光纖探頭和LED光源之間，主要測試樣品遮擋前後垂直入射探頭的這一束紫外光的相對強度比值來計算紫外光的透射率。

光譜儀用的是OceanOptic的Flame，可測波長區間為200nm---1000nm。

終於，主角登場了，本次測量的樣品如下：

01號，防花粉口罩，厚度大概有1.5mm，感覺夏天並不適合戴它，具體什麼牌子已經記不清了，包裝袋已消失在垃圾桶

02號，實驗室用的口罩，三層

03號，去年夏天買的一次性口罩，三層，手感上比02號口罩厚一些

04，實驗室用的無紡布

05，遮陽傘（我們中國好師妹送的）

06，天堂牌小綠雨傘，有點透明

07，和光堂兒童防晒霜，SPF35，PA+++，純物理防晒

08，防靜電工作服，感覺和一些防晒衣的材質差不多

---------------來一波數據！！！--------------

首先，必須要展示下我們親愛的紫外LED光源光譜，中心波長365.95nm，ocean原始光譜顯示的強度是57998，這個波長肉眼不可見，只能看到LED由於摻雜發出的白色的可見光。

接下來，我們把各種待測樣品放入探頭和LED之間，盡量保證測量面平行於探頭橫截面，得到經過各類樣品遮擋後的光譜，如下圖，

放大樣品部分的光譜，如下圖，縱向比較表現最好的是遮陽傘，看來遮陽傘和普通的半透明雨傘的作用簡直不可同日而語呀。

在三種口罩中最給力的是防花粉口罩，可能因為厚並且孔小，另外，我們可以看到防晒霜的表現也十分不錯。

讓我喘口氣先。。。

當然，光有圖是遠遠不夠的，咱得拿數字說話。

好吧，為了簡化計算，就以365.95nm這一波長的強度比來估算各樣品對紫外光的透過率吧~~並不是百分之百準確，但在數量級上也能說明問題啦，哈哈，哈哈，哈~~

請看下錶：

等等……特別說明一下防晒霜的測試方法，首先翻箱倒櫃找了一個長寬2cm，厚300微米的玻片，測得紫外光經過玻片後的光譜，然後，咳咳，寄了一丟丟體積小於小紅豆大小的防晒霜塗抹於玻片上，抹了好幾圈，如下圖，得到塗滿防晒霜的樣品，以塗滿防晒霜樣品光譜強度比上玻片樣品光譜強度計算防晒霜的紫外光透過率。

目測防晒霜層厚度並不厚，大約100微米左右（別問我怎麼測的，作為一個資深工科女，就是有這樣的超能力）…

好了，可以看下錶了~~

看到這個表格，我這面對炎炎烈日瑟瑟發抖的心就放下了一大塊兒了：

注意了，注意了，以下是重點：

我們可以有以下防晒組合：

假設妹子塗完防晒霜，再戴一口罩（就戴那個粉的吧），對紫外的透過率（理論上）=1.18%*3.66%=0.044%，也就是99.95%的紫外光都被遮擋在了表皮以外，想想還是很美滋滋的~~

再假設妹子塗完防晒霜，穿一件防靜電工作服材質的衣服，透過率=1.18%*9.14%=0.11%，遮擋了99.89%的紫外光。不過不是所有衣物都有這麼好的表現，比如我今天穿的這個條紋T恤，表現就和藍色口罩差不多…

當然，以上只計算了單一波長（365.95nm±2.5nm）的透過率，對於UVA寬廣的波段（320~420nm）來說只是5%，但根據經（wai）驗（wai），以上各樣品對於相近波長的透射率一般不會脈衝式突變，所以估計差不太多。

假設妹子可以接受遮擋96%的UVA就出門，那麼只要有一個>80%遮擋的防晒霜+一個>80%遮擋的口罩或者衣服就可以了嘛，頓時覺得好像so easy~~不過，要注意防晒霜是有時效的哦（後面或許可以做一個防晒霜時效測試篇）。

---------------華麗麗的分割線來一條------------------

說道防晒霜，本著認真負責的態度，火眼金睛的資深工程師妹子我必須要按照數據說話，請看這個防晒霜的光譜，發現問題沒有，峰值不對呀，防晒霜你個大騙子！說明這防晒霜這個透過率曲線可能波動得有點厲害了，就跟那創業板指數似的…

好吧，本著對世界和平負責的態度，我就粗略算一下360~380波段的防晒霜的透過率曲線吧，果然這傢伙還是個波動的，見下圖（橫坐標為波長，縱坐標為），從它與其他樣品的曲線對比來看，該防晒霜確實在376nm附近的透過率有所增大，達到25%的級別也是非常可能的。

如果此時有個寬譜的紫外光源，就完美了…可惜然而並沒有…

那麼，假設妹子塗了一個30%透過UVA的防晒霜，配上90%遮擋的衣物和口罩，則對UVA的遮擋率在97%（1-30%*10%），其實也可以接受；如果帶一3%透過的口罩，就能阻擋99.1%的UVA；再打一遮陽傘，那麼一切都完美了~~~

------------------華麗麗的分割線再來一道-----------------------

說到遮陽傘，雖說傘面本身防紫外線功能相當強大，其實只能遮擋住大自然中的一小部分，在這個充滿UVA的社會，車輛表面反射，窗子玻璃反射，水面反射，各種表面反射，都導致紫外線從傘下入侵，不過，你能接收到的輻照量，可能，也許，maybe和你的身高、暴露的皮膚面積（臉的大小）、打傘方式都有關係 ~~你也可以像右邊這哥們一樣，擋住寄幾~~~

=================結尾分割線====================

哎呀，這密密麻麻的等號是為了挽留我嘛，害羞~~

咳咳，結尾啦，回放一下劇情。

劇情回放完畢。

個人以為，日常用防晒霜+一枚防晒能力好的口罩就可以基本滿足防晒需求，根據個人喜好可以帶個帽子加把傘，主要宗旨就是塗+遮。

這兩天打算入一枚黑色的防晒口罩，等下周到了再測一測，補上數據，同樣會補一下防晒衣和墨鏡的數據（可惜我貌似並沒有防晒衣，只好從同事身上扒拉一件下來）。

另外，感覺也很有必要做一個防晒霜時效測試，嗯嗯~~

--------------~~鼓掌，撒花~~-----------------