Нетепловий вплив міліметрового випромінювання на флуоресценцію водного розчину барвника родамін 6G
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe69.12.913Ключові слова:
мiлiметровi хвилi, нетепловий ефект, флуоресценцiя, родамiн 6GАнотація
За допомогою флуоресцентної спектроскопiї дослiджено вплив мiлiметрового випромiнювання на воднi розчини органiчного барвника родамiн 6G. Шляхом оптимiзацiї концентрацiї барвника вдалося мiнiмiзувати тепловi ефекти I видiлити внесок нетеплових механiзмiв. Отриманi результати свiдчать про те, що мiлiметрове випромiнювання iндукує структурнi змiни у водному середовищi, що, своєю чергою, призводить до змiни флуоресцентних властивостей барвника.
Посилання
A. Yakunov, A. Nizhelska, L. Marinchenko, V. Marinchenko, V. Makara. Influence of processing of yeast Saccharomyces cerevisiae with millimeter waves on fermentation indices in technology of bioethanol production. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 51, 156 (2015).
https://doi.org/10.3103/S1068375515020143
M.T. Kubo, E.S. Siguemoto, E.S. Funcia, P.E. Augusto, S. Curet, L. Boillereaux, S.K. Sastry, J.A. Gut. Non-thermal effects of microwave and ohmic processing on microbial and enzyme inactivation: a critical review. Curr. Opin. Food Sci. 35, 36 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.cofs.2020.01.004
A.G. Markelz, D.M. Mittleman. Perspective on terahertz applications in bioscience and biotechnology. ACS Photonics 9, 1117 (2022).
https://doi.org/10.1021/acsphotonics.2c00228
R. Habash. BioElectroMagnetics: Human Safety and Biomedical Applications (CRC Press, 2020).
https://doi.org/10.1201/9780429184093
J.-C. Chiao, C. Li, J. Lin, R.H. Caverly, J.C. Hwang, H. Rosen, A. Rosen. Applications of microwaves in medicine. IEEE J. Microwav. 3, 134 (2022).
https://doi.org/10.1109/JMW.2022.3223301
H. Wang, L. Lu, P. Liu, J. Zhang, S. Liu, Y. Xie, T. Huo, H. Zhou, M. Xue, Y. Fang. Millimeter waves in medical applications: Status and prospects. Intell. Med. 4, 16 (2024).
https://doi.org/10.1016/j.imed.2023.07.002
O.P. Gandhi. Electromagnetic fields: Human safety issues. Annu. Rev. Biomed. Eng. 4, 211 (2002).
https://doi.org/10.1146/annurev.bioeng.4.020702.153447
M. Shbanah, T.A. Kovacs. The effects of electromagnetic waves on human health. In: Security-Related Advanced Technologies in Critical Infrastructure Protection (Springer, 2022), p. 161.
https://doi.org/10.1007/978-94-024-2174-3_14
J. Moskowitz. 5G wireless technology: millimeter wave health effects. Electromagn. Rad. Safety 3, 3 (2017).
A. Wood, R. Mate, K. Karipidis. Meta-analysis of in vitro and in vivo studies of the biological effects of low-level millimetre waves. J. Expos. Sci. Env. Epidem. 31, 606 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41370-021-00307-7
I. Calvente, M.I. Nunez. Is the sustainability of exposure to non-ionizing electromagnetic radiation possible? Med. Clinic. (English Edition). 162, 387 (2024).
https://doi.org/10.1016/j.medcle.2023.11.016
B. Yemets. On mechanism of influence of low intense millimeter waves on air content in water. Int. J. Infrared Millimeter Wav. 22, 639 (2001).
https://doi.org/10.1023/A:1010681306768
Y. Asakuma, T. Maeda, T. Takai, A. Hyde, C. Phan, S. Ito, S. Taue. Microwaves reduce water refractive index. Sci. Rep. 12, 11562 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41598-022-15853-9
G. Han, F. Liu, T. Zhang, W. Xu, Y. Zhang, N. Wu, S. Ouyang. Study of microwave non-thermal effects on hydrogen bonding in water by Raman spectroscopy. Spectrochim. Acta A 285, 121877 (2023).
https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121877
N. Wang, W. Zou, X. Li, Y. Liang, P. Wang. Study and application status of the nonthermal effects of microwaves in chemistry and materials science-a brief review. RSC Adv. 12, 17158 (2022).
https://doi.org/10.1039/D2RA00381C
J. Liu, G. Jia. Non-thermal effects of microwave in sodium chloride aqueous solution: Insights from molecular dynamics simulations. J. Mol. Liq. 227, 31 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.11.126
D. Gou, K. Huang, Y. Liu, H. Shi. Influence of weak microwaves on spatial collision and energy distribution of water molecules. Chem. Phys. 540, 110977 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2020.110977
Y. Tao, B. Yan, N. Zhang, M. Wang, J. Zhao, H. Zhang, D. Fan. Do non-thermal effects exist in microwave heating of glucose aqueous solutions? Evidence from molecular dynamics simulations. Food Chem. 375, 131677 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131677
Y. Tao, B. Yan, N. Zhang, J. Zhao, H. Zhang, W. Chen, D. Fan. Decoupling thermal effects and possible nonthermal effects of microwaves in vacuum evaporation of glucose solutions. J. Food Eng. 338, 11257 (2023).
https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111257
D. Babich, N. Kuzkova, O. Popenko, A. Yakunov. Temperature measurement in microwave-irradiated systems using a temperature dependent fluorescent dye. Visn. Kyiv. Nats. Univ. Radiofiz. Elektron. 2, 13 (2014).
N. Kuzkova, O. Popenko, A. Yakunov. Application of temperature-dependent fluorescent dyes to the measurement of millimeter wave absorption in water applied to biomedical experiments. J. Biomed. Imag. 2014, 12 (2014).
https://doi.org/10.1155/2014/243564
D. Babich, A. Kylsky, V. Pobiedina, A. Yakunov. Application of fluorescent dyes for some problems of bioelectromagnetics. SPIE Proc. 9887, 988735(2016).
https://doi.org/10.1117/12.2227373
M. Redkin, N. Gaiduk, A. Yakunov. Fluorescence-based technique to study the specific effects of microwaves. In: Frontiers in Optics/Laser Science. Edited by B. Lee, C. Mazzali, K. Corwin, R. Jason Jones. OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2020), paper FM5C.4.
https://doi.org/10.1364/FIO.2020.FM5C.4
L. Bulavin, N. Gaiduk, M. Redkin, A. Yakunov. Specific effect of microwaves on the aqueous solution of rhodamine 6g according to fluorescence analysis. Ukr. J. Phys. 66, 256 (2021).
https://doi.org/10.15407/ujpe66.3.265
S. Viznyuk, P. Pashinin, A. Prokhorov, S. Rastopov, A. Sukhodolskii. Temperature-induced luminescence rise in aqueous solutions of rhodamine 6G. JETP Lett. 47, 230 (1988).
A. Geiger, F. Stillinger, A. Rahman. Aspects of the percolation process for hydrogen-bond networks in water. J. Chem. Phys. 70, 4185 (1979).
https://doi.org/10.1063/1.438042
A.V. Yakunov, M.M. Biliy, A.P. Naumenko. Long-term structural modification of water under microwave irradiation: low-frequency raman spectroscopic measurements. Adv. Opt. Technol. 2017, 1 (2017).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
