Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул - Кейт Бибердорф

связи внутри молекул. Мы называем это диссоциацией связей (процесс соответствует своему названию: связи разрываются и вызывают диссоциацию атомов).

Когда молекулы в вашем теле разрушаются, то освобожденные атомы начинают искать новые пары; к сожалению, чаще всего эти приводит к образованию нежелательных связей. Если связь образуется в неправильной части молекулы или в неправильной части тела, то могут возникнуть раковые клетки.

Хорошая новость: мы можем предотвратить появление рака кожи, просто используя густой крем, называемый солнцезащитным. Этот крем поглощает как УФ-А, так и УФ-В излучение. А что насчет самого опасного излучения – УФ-С?

Чтобы ответить на этот вопрос, позвольте мне рассказать о том, как работает наша атмосфера, а также о ее важных элементах. Кислород, которым мы дышим, находится в слое воздуха, называемом тропосферой. Тропосфера – это первый слой атмосферы Земли. В основном она состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и воды – о всех этих веществах я уже рассказывала в первой части.

Следующий слой атмосферы – стратосфера, это область, под которой парят облака. Когда мы летим на самолете, мы летим именно в стратосфере: так мы избегаем турбулентности, которая вызывается молекулами в нижнем слое тропосферы. В стратосфере намного меньше молекул, поэтому пилотам не нужно сильно беспокоиться о перепадах давления воздуха, вызывающих турбулентность.

В стратосфере располагается очень важный слой нашей атмосферы – озоновый. Это нижняя часть стратосферы. Возможно, вы знаете, что озоновый слой представляет собой тонкий покров, действующий как солнцезащитные очки Земли. А все благодаря двум молекулам: кислороду (O2) и озону (O3). Мы не можем этого видеть, но газы, фотоны и энергии в стратосфере постоянно взаимодействуют друг с другом!

Когда УФ-лучи попадают в озоновый слой, может случиться несколько разных вещей; все зависит от энергии излучения. Например, если в озоновый слой попадает УФ-излучение с высокой энергией и длиной волны короче 242 нм, то оно может разорвать двойную связь в молекулах кислорода (O=O). Если длина волны превышает 242 нм, то излучение этой двойной связи не навредит. Если же длина волны УФ-излучения короче 320 нм, то оно сможет разорвать ковалентную связь внутри молекул озона, но не внутри молекул кислорода.

Но что это значит для людей, загорающих на пляже? Толстые слои кислорода и озона работают вместе, защищая поверхность Земли от вредных лучей УФ-В и УФ-С. И если высокоэнергетический свет разрушает молекулярные связи в озоновом слое, но не достигает поверхности Земли, то УФ-А излучение, обладающее низкой энергией, вполне способно пройти сквозь нижнюю часть стратосферы.

Но как это происходит? Ведь УФ-А намного слабее других излучений. Разве озон и кислород не должны защищать нас от этой опасной энергии? К сожалению, нет.

Существует единственный способ, при котором озон и кислород могут нас защитить. Позволить УФ-излучению разрушить их ковалентные связи. Но проблема в том, что только волны короче 242 нм могут разрушить связи в кислороде и волны короче 320 нм могут разрушить связи в озоне. Излучение с волнами больше 320 нм слишком слабо для того, чтобы разорвать связи в молекулах. Именно поэтому УФ-А-излучение, длина волн которого составляет 315–400 нм, спокойно проходит сквозь озоновый слой и устремляется прямо к нам, любителям отдохнуть на пляже.

Несмотря на то, что УФ-А-излучение самое слабое из трех подгрупп (с самой большой длиной волны), именно оно наносит самый большой вред человеку. Если бы мы подвергались воздействию УФ-В- и УФ-С-излучений, то для нас это не обернулось бы ничем хорошим: излучение проникало бы в наше тело, разрывая связи между молекулами и создавая хаос. И у есть только две молекулы-супергероя, способные защитить наше тело.

Если вам нужно защититься от УФ-А-излучения, то все, что нужно делать, это каждый день наносить солнцезащитный крем. Звучит просто, да?

Я настоятельно рекомендую вам покупать продукты для макияжа, в которых уже содержится солнцезащитный крем. Следовательно, ваша кожа будет защищена даже в том случае, если вы выходите на улицу всего на пару минут или солнце «атакует» вас, когда вы болтаете с соседом. Но если вы собираетесь провести весь день на пляже, под открытым солнцем, то вам необходимо с ног до головы намазаться солнцезащитным кремом широкого спектра действия (это значит, что он защищает от разных групп УФ-излучения).

В США распространены две формы солнцезащитного крема. Первая представляет собой физический блокатор – это солнцезащитный крем, который мы наносим непосредственно на кожу. Чаще всего это оксид цинка – густой белый крем, из-за которого в 1980-х годах нос спасателей был белым. И знаете, мой папа был единственным человеком в моем родном городе, кто заставлял своих детей наносить этот крем, – в те времена я хотела сквозь землю провалиться от стыда.

Вторая форма солнцезащитного время гораздо популярнее, и этот крем работает на основе химического процесса, происходящего, когда крем (точно как кислород и озон) поглощает УФ-излучение. Молекулы этого крема, например авобензон, имеют ограниченный диапазон поглощения лучей, и именно поэтому в солнцезащитных кремах содержится несколько активных веществ. Авобензон лучше всего поглощает УФ-А-излучение, но плохо справляется с УФ-В. С другой стороны, октилметоксициннамат поглощает любое УФ-В-излучение, прорвавшееся через озоновый слой.

Я живу в очень теплом месте: летом температура здесь превышает 37°C, поэтому у меня всегда есть солнцезащитный крем с солнцезащитным коэффициентом (SPF) 30. Значение SPF означает, что крем защищает от всего вредного УФ-излучения, взаимодействующего с моей кожей, кроме его 1/30 части. SPF 10 не блокирует 1/10 часть всего излучения, а SPF 50 – 1/50.

SPF ничего не значит, если вы не обновляете крем каждые два часа. Если вы этого не делаете, то через три или четыре часа ваша кожа будет «голой» из-за ряда факторов. К тому же если вы отдыхаете на пляже, то солнцезащитный крем может смыть вода; в итоге ваша кожа останется беззащитной, а УФ-излучение начнет разрушать молекулы в ней.

Существует мнение, что солнцезащитный крем или крем для загара не может иметь SPF больше 50. Многие химики считают, что из-за огромного количества переменных нельзя создать крем, полностью защищающий от УФ-излучения. Все зависит от того, сколько крема наносит человек и как часто он его обновляет. Лично я не видела доказательств того, что солнцезащитные кремы могут защитить нас от практически всего излучения, так что я пользуюсь кремом с SPF 30.

Использование некоторых солнцезащитных средств может иметь негативные последствия. Например, октилметоксициннамат является удивительной молекулой, способной защитить нашу кожу от вредного УФ-излучения, однако он наносит колоссальный вред коралловым рифам. К сожалению, большинство людей наносят солнцезащитный крем непосредственно перед тем, как зайти в