البادئات الضوئية وممتصات/حاجبات الأشعة فوق البنفسجية: الأطياف والتطبيقات والاعتمادات

يُعدّ الإشعاع فوق البنفسجي (في نطاق يتراوح تقريباً من 200 إلى 400 nm) أداة ذات حدّين في كيمياء المواد والسلع الاستهلاكية الحديثة: فهو يُستخدم عمداً لتصليد أنظمة الطلاء السائل وحبر الطباعة والمواد اللاصقة وحشوات الأسنان في أجزاء من الثانية - وفي الوقت نفسه يجب إبعاده عن اللدائن والطلاءات ومواد التغليف والبشرة البشرية لمنع الأكسدة الضوئية أو الاصفرار أو التقصّف أو تلف الجلد. تقوم بالمهمة الأولى البادئات الضوئية، التي تمتصّ الأشعة فوق البنفسجية وتولّد منها جذوراً حرّة فعّالة (أو كاتيونات) تبدأ عملية البلمرة. أما المهمة الثانية فتقوم بها ممتصات الأشعة فوق البنفسجية (جزيئات مُلوّنة تحوّل الإشعاع فوق البنفسجي إلى حرارة)، وحاجبات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية (جسيمات أشباه موصلات مثل TiO2 وZnO، التي تعكس وتشتّت الأشعة فوق البنفسجية وتمتصّها عبر فجوتها النطاقية)، ومثبّتات الضوء من نوع الأمين المُعاق فراغياً (HALS)، التي لا تمتصّ الأشعة فوق البنفسجية بحدّ ذاتها لكنها تلتقط الجذور الحرّة المتكوّنة أثناء الأكسدة الضوئية.

تتواجد كلتا مجموعتَي المواد عملياً في كل مجالات الحياة: في طلاءات الأثاث، والطلاءات الشفافة للسيارات، وراتنجات الطباعة الثلاثية الأبعاد، وحشوات الأسنان، وأحبار الملصقات والتغليف، وواقيات الشمس، والأغشية والهياكل اللدائنية، وفي التركيبات التجميلية.

يلخّص هذا المقال أهمّ البادئات الضوئية المستخدَمة صناعياً (النوع الأول والنوع الثاني) وكذلك ممتصات وحاجبات الأشعة فوق البنفسجية (العضوية وغير العضوية وHALS) - مع قيم λ_max ونطاقات الامتصاص، والتطبيقات النموذجية، وحالة الاعتماد (مستحضرات التجميل، ملامسة الأغذية، الأجهزة الطبية)، والأسماء التجارية. جميع القيم مأخوذة من صحائف بيانات الشركات المصنّعة، وقاعدة بيانات PubChem، وECHA/REACH، وCosIng، وقواعد بيانات الملحق السادس للاتحاد الأوروبي، ووثائق FDA، والأدبيات المتخصّصة؛ وقد أُدرِجت المصادر المقابلة مباشرةً في النص وأُدرِجت مرّة أخرى في النهاية.

تُقسَّم المُبادِرات الضوئية إلى فئتين وفقاً لآلية التفاعل الخاصة بها:

النوع الأول (نورِش النوع الأول، الانشطار ألفا): تمتصّ الجزيئة فوتوناً وتتفكّك مباشرةً إلى شقّين جذريّين. من الأمثلة النموذجية هيدروكسي أسيتوفينون، ثنائي ميثيل كيتال البنزيل، إيثرات البنزوين وأكاسيد الفوسفين الأسيلية (الأحادية أو الثنائية).

النوع الثاني (انتزاع الهيدروجين): تنتزع جزيئة المُبادِر الضوئي المُثارة ذرّة هيدروجين من مانح للهيدروجين (عادةً أمين ثلاثي يعمل كمُبادِر مساعد أو مُؤازِر)؛ ينتج عن ذلك جذر مُبادِر على المانح وجذر كيتيل غير فعّال. من الأمثلة النموذجية البنزوفينون، الثيوكسانثونات (مثل ITX) والكينونات (مثل الكامفوروكينون).

اللائحة (EU) رقم 10/2011. تُنشئ هذه اللائحة "قائمة الاتحاد" للمونومرات والإضافات المصرَّح باستخدامها في المواد البلاستيكية المخصَّصة للملامسة مع الأغذية (حدّ الهجرة النوعي العام، SML، البالغ 60 mg/kg؛ وحدّ الهجرة الكلي 10 mg/dm²) - غير أنها لا تشمل أحبار الطباعة بشكل مباشر، تاركةً إياها للأحكام الوطنية (على سبيل المثال الملحق 10 الجزء أ من اللائحة السويسرية للسلع الاستهلاكية 817.023.217) ولمبدأ NIAS ("المواد المضافة دون قصد") (legislation.gov.uk؛ Printcolor).

قائمة الملاءمة الخاصة بـ EuPIA. تنشر الرابطة الأوروبية لأحبار الطباعة EuPIA سنوياً قائمة بمواد البدء الضوئي والمواد المآزرة الضوئية التي تُعدّ ملائمة للملامسة غير المباشرة مع الأغذية؛ وقد أُضيفت مادة TPO في أبريل 2023 (EuPIA 2025).

TPO - مثال على التصنيفات المتغيّرة. صُنِّفت مادة TPO ضمن الفئة CMR 2 في عام 2012؛ وفي عام 2021 أوصت لجنة تقييم المخاطر التابعة لوكالة ECHA بإعادة تصنيفها ضمن الفئة CMR 1B (وقد نُفِّذ ذلك بموجب اللائحة المفوَّضة (EU) 2024/197)؛ وأُدرجت في قائمة SVHC بتاريخ 14 يونيو 2023، ومنذ 1 سبتمبر 2025 أُدرجت مادة TPO كمادة محظورة في الملحق الثاني من لائحة مستحضرات التجميل الأوروبية - وهو حظر يمسّ بشكل رئيسي منتجات جل الأظافر بالأشعة فوق البنفسجية والمنتجات الهجينة، وليس أحبار الطباعة أو الطلاءات الصناعية (HPRA).

المركّبات المركّبة السنية والمواصفة ISO 10993. تُصنَّف مواد الحشو السنية المحتوية على الكامفوروكينون في الولايات المتحدة ضمن الفئة الثانية من الأجهزة الطبية (21 CFR 872.3690)؛ ويُختبر توافقها الحيوي وفقاً لسلسلة المواصفات ISO 10993، التي تشير إليها أيضاً إرشادات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA بشأن التوافق الحيوي للأجهزة (إرشادات FDA؛ ACS Omega).

القواعد الأمريكية للملامسة مع الأغذية. في الولايات المتحدة، حصلت الطلاءات المصلَّدة بالأشعة فوق البنفسجية وبحزمة الإلكترونات والمخصَّصة لملامسة الأغذية على موافقة أوسع من إدارة الغذاء والدواء FDA في عام 2008 من خلال إشعار الملامسة الغذائية (FCN) رقم 772؛ كما تخضع مواد البدء الضوئي الفردية المستخدمة في المواد اللاصقة والطلاءات إضافةً إلى ذلك لأحكام 21 CFR الجزء 175 (RadTech).

تُقدّم الجداول أعلاه ذروة امتصاص واحدة أو أكثر لكل مُثِير (بادئ). هذه الأرقام ليست هامشاً بل هي معيار الاختيار الفعلي – لأن الإثارة تتبع تداخل منحنيين، لا قوة المصباح: شدة الإشعاع الساقط الطيفية للمصدر وامتصاص المُثِير.

يتناسب معدّل بدء البلمرة مع عدد الفوتونات المُمتَصّة من قِبل المُثِير، لا مع عدد الفوتونات الواصلة. وحيث لا يمتصّ المُثِير، يمرّ الإشعاع عبر التركيبة أو يتحوّل إلى حرارة، ولا يُسهم أيٌّ منهما في التصليد. ومن هذا تنبثق جملة كثيراً ما تغيب عن نقاشات الشراء:

مصباح LED بطول موجي 395 nm بشدة إشعاع أعلى بعشرين ضعفاً لا يُصلِّد تركيبة HCPK أسرع بعشرين ضعفاً – بل لا يُصلِّدها إطلاقاً. يمتصّ HCPK عند 243 و331 nm؛ وعند 395 nm يكون هذا النطاق قد اضمحلّ تماماً. وعلى النقيض من ذلك، تكفي بضعة ميلي واط لكل سنتيمتر مربع عند 385 nm لشطر TPO بموثوقية، إذ تبلغ ذروته عند 379 nm.

يصبح هذا الأمر ذا أهمية عملية عند الانتقال من مصباح الزئبق متوسط الضغط إلى مصابيح LED فوق البنفسجية. فمصباح الزئبق متوسط الضغط يُشعّ على نطاق واسع ويُصيب كل مُثِير شائع في مكان ما؛ وهو بذلك يتغاضى عن تركيبة غير مناسبة. أما مصباح LED فوق البنفسجية فيُشعّ ضمن نطاق يتراوح عرضه بين عشرة وعشرين نانومتراً ولا يتغاضى عن شيء. التركيبات التي عملت بموثوقية لثلاثين عاماً تتوقف عن التصليد بعد التغيير – ليس لأن المصدر الجديد أضعف، بل لأنه يُشعّ متجاوزاً نطاق امتصاص المُثِير.

وتتعلق النتيجة الثانية بالعمق. يُستهلَك الإشعاع قصير الطول الموجي من قِبل مُثِير قوي الامتصاص ضمن الميكرومترات القليلة العليا – فيتصلّد السطح ويبقى ما تحته لَيِّناً. أما النطاقات طويلة الطول الموجي (TPO عند 379 nm، وBAPO عند 380 nm، وITX عند 383 nm) فتخترق عمقاً أكبر. وتحمل أكاسيد الأسيل فوسفين معها خاصية تجعلها لا غنى عنها في المقاطع السميكة والأنظمة المُصبَّغة باللون الأبيض: فهي تُبيّض ضوئياً أثناء تفاعلها – إذ لا يعود ناتج التفاعل ممتصّاً، فتسمح الطبقة المُصلَّدة بالفعل بمرور الضوء إلى الجزيئات الموجودة أسفلها.

وفي الأنظمة المُصبَّغة باللون الأبيض، يُضيف ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) إلى هذا الأثر. فهو يُبعثر ويمتصّ بقوة شديدة دون طول موجي 400 nm تقريباً، حتى إنه لا يتبقى شيء من مصدر بطول 365 nm بعد بضعة ميكرومترات. وهنا لا يُصلِّد إلا ما يعمل على الجانب طويل الطول الموجي.

يعتمد التقييم على موضع نطاق الامتصاص بالنسبة إلى خطوط أو الأطوال الموجية الذروية للمصدر؛ وتُؤخَذ قيم λmax من الجداول أعلاه. وهو لا يحلّ محلّ ورقة بيانات ولا تجربة تصليد - إذ إنّ معامل الامتصاص المولي عند الحافة، والتركيز، وسُمك الطبقة، والتصبيغ، جميعها تُغيّر النتيجة بشكل كبير. لكنّه يجيب عن السؤال الذي يُطرَح أولاً: هل يتوافق المصدر مع المبادئ أساساً أم لا.

يُمثّل الصف السفلي الاستثناء الذي يؤكّد القاعدة. فمادة الكامفوروكينون تمتصّ في المجال المرئي - ولهذا السبب تعمل وحدات طب الأسنان بالضوء الأزرق وليس بالأشعة فوق البنفسجية. فمصباح الأشعة فوق البنفسجية، مهما بلغت قدرته، يُعدّ مصدراً غير مناسب لنظام قائم على CQ.

يمكن النظر إلى التداخل بدلاً من تخمينه. يعرض مستكشف قاعدة البيانات الطيفية الأطياف المُقاسة لمصابيح الزئبق منخفضة ومتوسطة الضغط، والمصابيح المُطعَّمة، وثنائيات الأشعة فوق البنفسجية الباعثة للضوء (LED)؛ وعند وضع قيم λmax من الجداول أعلاه بجانبها، يتضح فوراً ما إذا كان نطاق المُبادِر يقع داخل النطاق المنبعث أم بجانبه. وتُدرج قاعدة البيانات الطيفية لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية القياسات كلاً على حدة.

وهذا يعني بالنسبة للتصميم ترتيباً يستحق العكس: يتم أولاً تحديد المُبادِر الذي تسمح به التركيبة والموقف التنظيمي، ثم يُختار المصدر المناسب له – وليس العكس. فالمصدر قابل للاستبدال، أما التركيبة فنادراً ما تكون كذلك.

• المصدر. توفّر Opsytec مصادر إضاءة LED للأشعة فوق البنفسجية عند 365 و385 و395 و405 و450 nm – طول موجي ذروي واحد لكل عمود من الجدول أعلاه. وحيثما يجب أن يكون الطيف واسعاً لأن عدة مُبادِرات تعمل جنباً إلى جنب، يظل مصباح الزئبق الحل الأبسط.
• التجربة المضبوطة. تُشعِّع حجرات LED للأشعة فوق البنفسجية من سلسلة BSL منطقة العيّنة بشدة إشعاع ساقط معروفة مع تعرّض مُتحكَّم فيه بالجرعة. وهذا يحوّل عبارتي "يتصلّد" أو "لا يتصلّد" إلى جرعة بوحدة mJ/cm² يمكن مقارنتها بين التركيبات.
• التحقق المتقاطع. يُظهر القياس الطيفي في مستوى العيّنة ما إذا كان المصدر يشعّ فعلاً حيث تَعِد صحيفة البيانات – وذلك باستخدام UVpad E، أو باستخدام SR900 حيث يُحتاج إلى النطاق الكامل. وتتشتت الأطوال الموجية الذروية لثنائيات LED من الإنتاج وتتحوّل مع درجة حرارة الوصلة؛ وعلى حافة امتصاص حادة، لا تُعدّ خمسة نانومترات أمراً هيّناً.

تمنع ماصّات وحاجبات الأشعة فوق البنفسجية التلف الضوئي عبر ثلاث آليات مختلفة:

ماصّات الأشعة فوق البنفسجية العضوية (البنزوتريازولات، والتريازينات، والبنزوفينونات، وإسترات السيناميت، والساليسيلات وغيرها) تمتلك أنظمة حلقية حاملة للمجموعات اللونية تمتص فوتونات الأشعة فوق البنفسجية وتُطلق الطاقة لاإشعاعياً في صورة حرارة.

حاجبات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية (ثاني أكسيد التيتانيوم، أكسيد الزنك) هي جزيئات شبه موصلة تمتص ضوء الأشعة فوق البنفسجية عبر فجوة النطاق الخاصة بها، وتعكسه وتشتّته إضافةً إلى ذلك (مرشّح «فيزيائي»).

HALS (مثبّتات الضوء من نوع الأمينات المُعاقة) لا تمتص بنفسها قدراً ملموساً من ضوء الأشعة فوق البنفسجية؛ بل تقتنص الجذور الحرة المتكوّنة أثناء الأكسدة الضوئية عبر دورة جذر النيتروكسيد – ولهذا السبب تُستخدم عملياً دائماً مع ماصّ حقيقي للأشعة فوق البنفسجية.

لا تُظهر مركّبات HALS (مثبتات الضوء الأمينية المعاقة) أي امتصاص يُذكر للأشعة فوق البنفسجية – فهي تحمي البوليمرات عن طريق كسح الجذور الحرة المتكوّنة أثناء الأكسدة الضوئية من خلال دورة حفزية لجذر النيتروكسيد. لذلك تُصاغ عملياً دائماً مع ماصّ حقيقي للأشعة فوق البنفسجية (بنزوترايازول أو ترايازين).

لائحة مستحضرات التجميل الأوروبية (EC) رقم 1223/2009، الملحق السادس. يُعدّ الملحق السادس قائمة إيجابية مغلقة: لا يجوز استخدام سوى المواد الـ33 المذكورة فيه (إضافة إلى إدراجات منفصلة لأشكالها النانوية) كمرشحات للأشعة فوق البنفسجية في مستحضرات التجميل داخل الاتحاد الأوروبي، ولكلٍّ منها حدّها الأقصى الخاص من التركيز (CosIng؛ ECHA). وقد خضعت مادتا أوكسي بنزون وأوكتوكريلين لقيود تركيز أشد صرامة بموجب اللائحة (EU) 2022/1176 بعد أن أثارت اللجنة العلمية لسلامة المستهلك (SCCS) مخاوف تتعلق بالتأثيرات الهرمونية (اللائحة (EU) 2022/1176). أما إضافات البنزوتريازول الصناعية مثل Tinuvin 328 وTinuvin 234 وTinuvin 326 وTinuvin 327 وTinuvin P فليست جزءًا من هذه القائمة، لأنها تُستخدم كإضافات نقية للبوليمرات والطلاءات وليس كمرشحات للأشعة فوق البنفسجية في مستحضرات التجميل.

لائحة واقيات الشمس الصادرة عن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) وحالة GRASE. من بين المكونات الفعّالة الـ16 لواقيات الشمس التي تشملها اللائحة الأمريكية، يُعدّ أكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم فقط ضمن فئة GRASE ("معترف بها عمومًا كآمنة وفعّالة") وفق مقترح الـFDA الحالي (صحيفة وقائع الـFDA). أما حمض PABA وساليسيلات التروليامين فيُعدّان غير مدرجين ضمن GRASE؛ في حين تبقى المكونات الفعّالة الاثنا عشر المتبقية (بما فيها أفوبنزون وأوكسي بنزون وأوكتوكريلين وهوموساليت وأوكتينوكسات وأوكتيساليت وإنسوليزول) في حالة "بيانات غير كافية". أما المرشحات الأحدث مثل بيموتريزينول (Tinosorb S) وأوكتيل تريازون (Uvinul T150) فلم تُدرج بعد ضمن اللائحة النهائية للـFDA، إذ تخضع لإجراء ترخيص منفصل يُعرف باسم TEA ما زال معلّقًا منذ سنوات.

لائحة الاتحاد الأوروبي بشأن المواد الملامسة للأغذية (EU) رقم 10/2011. تنظّم هذه اللائحة الإضافات المستخدمة في عبوات التغليف البلاستيكية مع حدود هجرة نوعية؛ وتُسوَّق العديد من مثبّتات البنزوتريازول للأشعة فوق البنفسجية ومثبّتات HALS (على سبيل المثال Tinuvin 326 وTinuvin 770 DF) من قِبل الشركات المصنّعة على أنها مناسبة للملامسة الغذائية؛ في حين يُرخَّص ثاني أكسيد التيتانيوم بشكل منفصل كصبغة وملوّن للبلاستيك (EU 10/2011).

ثاني أكسيد التيتانيوم: تصنيفه كمادة مسرطنة وإلغاء هذا التصنيف. في عام 2020 صنّف الاتحاد الأوروبي ثاني أكسيد التيتانيوم بشكله المسحوقي كمادة مسرطنة من الفئة 2 عن طريق الاستنشاق (تعديل ضمن نظام CLP)؛ وفي 23 نوفمبر 2022 ألغت المحكمة العامة للاتحاد الأوروبي هذا التصنيف لعدم استناده إلى أساس علمي موثوق (Ecomundo؛ البيان الصحفي للمحكمة). ويبقى استخدامه كمرشح للأشعة فوق البنفسجية في واقيات الشمس وكصبغة في عبوات الأغذية منظَّمًا بشكل مستقل عن ذلك.

الجدل حول التأثيرات الهرمونية. منذ عام 2019 تعيد اللجنة العلمية لسلامة المستهلك (SCCS) تقييم عدة مرشحات للأشعة فوق البنفسجية (أوكسي بنزون، أوكتوكريلين، هوموساليت، إيثيل هكسيل ساليسيلات) فيما يتعلق باحتمال تأثيراتها الهرمونية؛ وفي كل حالة، اعتُبر الاستمرار في استخدامها آمنًا، لكن بتركيزات قصوى مخفّضة أو ضمن فئات منتجات محدودة (تقرير SCCS حول أوكتوكريلين؛ تقرير SCCS حول هوموساليت).

حظر "الآمن للشعاب المرجانية". منذ 1 يناير 2021، تحظر ولاية هاواي بيع واقيات الشمس المحتوية على أوكسي بنزون وأوكتينوكسات (القانون رقم 104) نظرًا لتأثيرها على الشعاب المرجانية (Safe to Swim Hawaii). وتذهب بالاو إلى أبعد من ذلك من خلال لائحتها الخاصة بواقيات الشمس السارية منذ 1 يناير 2020، والتي تحظر عمليًا جميع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية الاصطناعية باعتبارها "سامة للشعاب المرجانية"، بينما تبقى المرشحات المعدنية (أكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم غير النانوي) مسموحًا بها كبديل (لائحة بالاو).

تتعامل الموادّ الحفّازة الضوئية (Photoinitiators) وموادّ الحجب/الامتصاص للأشعة فوق البنفسجية مع أهداف تبدو متعارضة – التنشيط المتعمَّد بالأشعة فوق البنفسجية في مقابل الحماية منها – ومع ذلك فإنها تتبع نفس المبادئ الفوتوفيزيائية: امتصاص فوتون من الأشعة فوق البنفسجية وتحويله إلى نتيجة كيميائية (تكوّن جذور حرّة) أو فيزيائية (حرارة، تبعثر). ويعتمد اختيار المادّة المناسبة بشكل حاسم على المدى الطيفي المطلوب – من الانشطار ألفا (α-cleavage) قصير الموجة عند من 240 إلى 280 nm (HCPK، HMPP)، مروراً بالتصليد بالأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة بواسطة LED عند من 380 إلى 405 nm (TPO، BAPO)، إلى التصليد بالضوء الأزرق المرئي في حشوات الأسنان المركّبة (كامفوروكينون، 468 nm) ومدى الحماية من الأشعة فوق البنفسجية UV-B/UV-A عند من 280 إلى 400 nm في واقيات الشمس. ويُظهر التنظيم الرقابي اتجاهاً واضحاً: فالموادّ التي أُثبتت أو يُشتبه في كونها مسرطنة أو مطفّرة أو سامّة للإنجاب (CMR) أو ذات تأثير على الغدد الصمّاء (TPO، كيتون ميشلر، أوكسي بنزون، أوكتوكريلين، هوموسالات) تخضع بشكل متزايد لقيود على تركيزها المسموح به أو تُمنع كليّاً، في حين تتزايد أهمية البدائل المنخفضة الترحّل والمعدنية (أكسيد الزنك، ثاني أكسيد التيتانيوم) والموادّ الحفّازة الضوئية المنخفضة الترحّل مثل BAPO.

ما الذي يميّز البادئات الضوئية من النوع I عن النوع II؟

البادئ الضوئي من النوع I يتفكّك مباشرةً إلى شقّين حرّين بعد امتصاص فوتون (انفصام نوريش من النوع I) ولذلك يعمل دون أي مادة مضافة أخرى. أما البادئ الضوئي من النوع II فهو ينتزع، في حالته المثارة، ذرّة هيدروجين من مانح هيدروجين – وهو عادةً أمين ثالثي يعمل كبادئ مساعد – وعندها فقط يتكوّن الشقّ الحر البادئ. لذلك تحتاج أنظمة النوع II دائماً إلى مادة تعاونية (سينرجست)، لكن يمكن إثارتها في الغالب عند أطوال موجية أكبر.

ما الطول الموجي الذي يحتاجه البادئ الضوئي؟

الطول الموجي لأقصى امتصاص خاص به. فالهيدروكسي أسيتوفينونات مثل HCPK وHMPP تمتص عند نحو 240 و330 nm ويمكن إثارتها حتى عند من 365 إلى 385 nm؛ وأكاسيد الأسيل فوسفين مثل TPO وBAPO لها حزمة طويلة الموجة عند من 379 إلى 380 nm ولذلك تتوافق مع مصابيح LED فوق البنفسجية عند 385 و395 و405 nm؛ أما الكامفوركينون فيمتص في المجال الأزرق المرئي بأقصى امتصاص عند نحو 468 nm. ومن ثمّ فإن من يستبدل مصباح الزئبق بمصباح LED عليه أن يتحقّق مما إذا كانت حزمة LED الضيّقة لا تزال تصل أصلاً إلى حزمة امتصاص البادئ.

لماذا تُعدّ الجرعة الإشعاعية فوق البنفسجية معياراً ذا أهمية تنظيمية للبادئات الضوئية؟

لأن البلمرة غير الكاملة تزيد من نسبة البادئات الضوئية غير المتفاعلة والمونومرات المتبقية، وهذه المواد بالتحديد هي التي يمكن أن تهاجر خارج الطبقة المُصلَّدة. ولذلك فإن التصليد الكامل والقابل للتكرار هو، في مواد التلامس مع الأغذية، الوسيلة الحاسمة للالتزام بحدود الهجرة – وهو أمر يمكن إثباته من خلال الطيف وشدة الإشعاع الساقط والجرعة الإشعاعية المتكوّنة منهما عند سطح المادة.

ماذا حدث لمادة TPO؟

صُنِّف أكسيد ثنائي الفينيل(2,4,6-ثلاثي ميثيل بنزويل)فوسفين في الفئة CMR 2 عام 2012؛ وفي عام 2021 أوصت لجنة تقييم المخاطر في ECHA بإعادة تصنيفه إلى CMR 1B (وقد نُفِّذ ذلك بموجب اللائحة المفوَّضة (EU) 2024/197)؛ وتبع ذلك إدراجه ضمن مواد SVHC في 14 يونيو 2023، ومنذ 1 سبتمبر 2025 أصبحت TPO مُدرَجة في الملحق II من لائحة مستحضرات التجميل الأوروبية. ويخصّ هذا الحظر في المقام الأول منتجات الجِل فوق البنفسجي والأظافر الهجينة، لا أحبار الطباعة أو الطلاءات الصناعية؛ أما بالنسبة للتلامس غير المباشر مع الأغذية، فإن TPO مدرَجة في قائمة الملاءمة الخاصة بـ EuPIA منذ أبريل 2023.

ما الفرق بين ممتصّات الأشعة فوق البنفسجية وحاجبات الأشعة فوق البنفسجية وموادّ HALS؟

تحتوي ممتصّات الأشعة فوق البنفسجية العضوية على أنظمة حلقية حاملة للكروموفور، فتمتص فوتونات الأشعة فوق البنفسجية وتُحرِّر الطاقة على شكل حرارة دون إشعاع. أما حاجبات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية – ثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك – فهي جزيئات شبه موصل تمتص الأشعة فوق البنفسجية عبر فجوة النطاق لديها، وتعكسها وتبدّدها إضافةً إلى ذلك. ولا تمتص موادّ HALS عملياً أي ضوء فوق بنفسجي بذاتها، لكنها تقتنص الشقوق الحرة المتكوّنة أثناء الأكسدة الضوئية من خلال دورة حفزية لشقّ النيتروكسيد؛ ولذلك تُصاغ دائماً مع ممتصّ حقيقي.

هل يجوز استخدام أي ممتصّ للأشعة فوق البنفسجية في مستحضرات التجميل؟

لا. فالملحق VI من لائحة مستحضرات التجميل الأوروبية (EC) No 1223/2009 هو قائمة إيجابية مغلقة: إذ لا يجوز أن تُستخدم في الاتحاد الأوروبي كمرشّحات تجميلية للأشعة فوق البنفسجية سوى المواد المذكورة فيها – وعددها حالياً 33 مدخلاً إضافةً إلى مداخل منفصلة للأشكال النانوية – ولكلٍّ منها تركيز أقصى خاص. أما مثبّتات البنزوتريازول الصناعية مثل Tinuvin 328 و234 و326 و327 أو P فليست مدرَجة في هذه القائمة؛ فهي مواد مضافة للبوليمرات والطلاءات، وليست مرشّحات تجميلية للأشعة فوق البنفسجية.

لماذا تُطبَّق في الولايات المتحدة مرشّحات وقاية شمسية مختلفة عن تلك المعتمدة في الاتحاد الأوروبي؟

لأن إدارة الغذاء والدواء FDA تنظّم مستحضرات الوقاية من الشمس كأدوية من خلال مونوغراف. ووفقاً لمقترح FDA بصيغته الحالية، لا يُعدّ مستوفياً لشرط GRASE من بين المواد الفعّالة الـ 16 المشمولة سوى أكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم؛ أما PABA وساليسيلات الترولامين فتُعدّان غير مستوفيتين لشرط GRASE، وتبقى المواد الاثنتا عشرة الأخرى – ومنها أفوبنزون وأوكسي بنزون وأوكتوكريلين وهوموسالات وأوكتينوكسات – في حالة «بيانات غير كافية». أما المرشّحات واسعة النطاق الأحدث مثل بيموتريزينول وأوكتيل ترايازون فليست بعد جزءاً من المونوغراف النهائي، إذ تمرّ بإجراء TEA منفصل ما زال معلّقاً منذ سنوات.

كيف يمكن مراقبة التصليد قياسياً؟

من خلال المقادير التي «يراها» البادئ الضوئي فعلياً: طيف المصدر، وشدة الإشعاع الساقط عند موضع الطبقة، والجرعة الإشعاعية المتكوّنة منها على مدى زمن التشعيع، وذلك في كل حالة ضمن مجال الطول الموجي لحزمة الامتصاص. ويتطلّب التوصيف الأولي وكل تغيير للمصدر قياساً مُحلَّلاً طيفياً؛ أما للمراقبة الجارية فيكفي مستشعر محدود النطاق، بشرط أن يكون قد جرى مطابقته مع مرجع طيفي قابل للإرجاع المترولوجي عند ذلك المصدر.

البادئات الضوئية – بيانات أولية

• صحائف بيانات منتجات IGM Resins: Omnirad 184، Omnirad 1173، Omnirad 2959، Omnirad 369، Omnirad 907، Omnirad TPO، Omnirad 819، Omnirad BP Flakes
• كتالوج البادئات الضوئية من Sartomer/Arkema: PDF، SpeedCure 2-ITX
• مدخلات PubChem، بما في ذلك: HCPK، Irgacure 369، Irgacure 907، BDK، TPO، TPO-L، بنزوفينون (benzophenone)، كيتون ميشلر (Michler's ketone)، ITX، 2-كلوروثيوزانثون (2-chlorothioxanthone)، أنثراكينون (anthraquinone)، 2-إيثيل أنثراكينون (2-ethylanthraquinone)
• ChemicalBook: HCPK، BAPO
• Sinocure: كامفوروكينون (camphorquinone)
• Fisher/Thermo Scientific: كامفوروكينون (camphorquinone)
• صحيفة البيانات الفنية لشركة Royal-Dent: PDF
• ACS Omega: دراسة حول المواد المُنطلِقة (leachables) من الحشوات المركّبة السنية
• إرشادات إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) بشأن التوافق الحيوي: PDF
• ScienceDirect: دراسة السمّية الخلوية لمادة Irgacure 2959
• REACH بادن-فورتمبيرغ: Irgacure 907
• ECHA: ملف المواد شديدة الخطورة (SVHC) لمادة TPO / إشعار HPRA، تقييم مادة البنزوفينون (benzophenone)، ملف المواد شديدة الخطورة (SVHC) لكيتون ميشلر (Michler's ketone)
• معلومات عملاء Printcolor حول مادة TPO: PDF
• قائمة الملاءمة الصادرة عن EuPIA لعام 2025: PDF
• BBC News: حادثة ITX/Tetra Pak
• DairyReporter: سحب منتجات Nestlé
• البرلمان الأوروبي: السؤال البرلماني E-6-2005-4616
• legislation.gov.uk: النص الموحّد للائحة (EU) رقم 10/2011
• تحالف RadTech لتغليف الأغذية: FCN 772
• OSTI: بيانات امتصاص تاريخية لإيثرات البنزوين (benzoin ethers)

ماصّات الأشعة فوق البنفسجية وحاجباتها – بيانات أولية

• مدخلات PubChem، بما في ذلك: UV-328، Tinuvin 326، Tinuvin 327، Tinuvin P، أوكسي بنزون (oxybenzone)، Bemotrizinol، أوكتيل ترياءون (octyl triazone)، أفوبنزون (avobenzone)، هوموسالات (homosalate)، ساليسيلات إيثيل هكسيل (ethylhexyl salicylate)، Ensulizol، أوكتوكريلين (octocrylene)، ثاني أكسيد التيتانيوم (titanium dioxide)
• صحائف بيانات وصفحات منتجات BASF: Tinuvin 328، Tinuvin 326، Tinuvin 400، Tinuvin 479، Tinosorb S، Tinosorb M، Uvinul T150، Tinuvin 770 DF، Tinuvin 292، Tinuvin 622، بيان BASF الصحفي عن Tinosorb M، بيان BASF الصحفي عن Tinosorb S
• متتبّع CosIng / الملحق السادس: cosingchecker.com
• ECHA: نظرة عامة على مرشّحات الأشعة فوق البنفسجية التجميلية، إرشادات بشأن تصنيف ثاني أكسيد التيتانيوم
• الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي: اللائحة (EU) 2022/1176، اللائحة (EU) رقم 10/2011، النص الموحّد
• آراء اللجنة العلمية لسلامة المستهلك (SCCS): هوموسالات (homosalate)، ساليسيلات إيثيل هكسيل (ethylhexyl salicylate)، أوكتوكريلين (octocrylene)، بنزوفينون-4 (benzophenone-4)
• إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA): صحيفة حقائق واقيات الشمس (حالة GRASE)، قاعدة بيانات FDA لمواد ملامسة الأغذية
• Ecomundo: إلغاء تصنيف TiO₂ كمادة مسرطنة
• محكمة العدل التابعة للاتحاد الأوروبي: بيان صحفي
• Safe to Swim Hawaii: حظر استخدامها في الشعاب المرجانية بولاية هاواي
• حكومة بالاو: لائحة واقيات الشمس لعام 2020
• ويكيبيديا: أفوبنزون (avobenzone)، أكسيد الزنك (zinc oxide)
• مراجع متخصّصة: مراجعة MDPI حول أكسيد الزنك، قاعدة بيانات InstaNano للطيف UV-Vis، مراجعة PMC حول التحفيز الضوئي، مقارنة BenchChem بين منتجات Tinosorb، ScienceDirect حول أوكتوكريلين (octocrylene)، madebygenie حول أوكسي بنزون (oxybenzone)، Plastemart حول مثبّتات الأشعة فوق البنفسجية، Patsnap حول أكسيد الزنك

ملاحظة: تُستمَد قيم λ_max ونطاقات الامتصاص الواردة في هذا المقال من صحائف بيانات الشركات المصنِّعة ومصادر منشورة؛ ولا تُغني عن البيانات الخام المقاسة طيفياً للتركيبة المعنية. تخضع حدود التركيز بموجب الملحق السادس من لائحة مستحضرات التجميل الأوروبية والتصنيفات التنظيمية للتعديل بانتظام – وقبل أي استخدام تنظيمي، ينبغي التحقق من الحالة الراهنة على EUR-Lex أو CosIng.

• التصليد بالأشعة فوق البنفسجية والبلمرة الضوئية – التفاعل التسلسلي الذي يبدأه المحفّز الضوئي، مع تثبيط الأكسجين والتحكّم في الجرعة.
• اللصق والتغليف والتغليف بالراتنج بالأشعة فوق البنفسجية – اختيار المحفّز الضوئي والتصليد الكامل في المواد اللاصقة ومركّبات التغليف بالراتنج ومواد التغليف.
• التصنيع الإضافي والطباعة ثلاثية الأبعاد – الراتنجات المستخدمة في التصوير المجسّم الضوئي وتقنية DLP، حيث تحدّد TPO وBAPO وHMPP عملية التصليد.
• تقنية التعبئة والتغليف – أحبار الطباعة منخفضة الهجرة، والانطباع العرضي، والامتثال لمتطلبات ملامسة الأغذية.
• الأدوية والثبات الضوئي – التحلّل الضوئي كعامل خطر ودور الممتصّات فوق البنفسجية في حماية المنتج.
• الطب والعلاج الضوئي – أنظمة الكامفوروكينون في الحشوات المركّبة السنية والتصليد بالضوء الأزرق.
• الكيمياء الضوئية – الأسس الفوتوفيزيائية للامتصاص والإثارة والمردود الكمومي.

الصورة الكاملة موجودة في نظرة عامة على تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية.

هل تنتقلون من مصباح الزئبق إلى الأشعة فوق البنفسجية LED وتحتاجون إلى معرفة ما إذا كان النطاق الضيق لـ LED لا يزال يصل إلى نطاق الامتصاص الخاص بجهاز البدء الضوئي لديكم – أم يتعيّن عليكم إثبات التصليد الكامل لتركيبة منخفضة الترحّل؟ نقوم بقياس طيف مصدركم في مختبر المعايرة لدينا، ونحدد شدة الإشعاع الساقط عند موضع الطبقة باستخدام مقياس الإشعاع الطيفي (سبكتروراديومتر)، ونُعِدّ مراقبة الجرعة الإشعاعية باستخدام مستشعر الأشعة فوق البنفسجية المناسب. تواصلوا معنا.

الدكتور مارك بارافيا
المدير العام ورئيس مختبر المعايرة
Opsytec Dr. Gröbel GmbH، إتلينغن، ألمانيا
هاتف +49 (0)7243 / 94 783-50 · mark.paravia@opsytec.de