洗衣粉、洗衣液、肥皂、沐浴液、洗手液、洗发水、洗洁精等等这些东西的有效成分都是表面活性剂。
表面活性剂是能够大大降低液体表面张力的物质。我们知道溶液的表面都有收缩的趋势,这就是表面张力的作用结果。比如失重状态下的液滴都是球形的,因为球形在同样体积的各种形状中表面积是最小的。显然泡沫的表面积比没有泡沫的液面要大得多。在表面张力的作用下,泡沫会被拉破。而如果表面张力被大大降低,那么泡沫就能存在久一些。各种洗涤剂都能让溶液起泡沫,就是因为其中的表面活性剂让表面张力大大降低了。
可见,表面活性剂是按其物理特性定义的,同是表面活性剂,化学成分可以非常不同。根据带电荷不同,表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。我们常用的肥皂主要成分是硬脂酸钠、经典的洗衣粉是十二烷基磺酸钠,这些都是阴离子表面活性剂。阳离子表面活性剂经常毒性比较强,如新洁尔灭,常用来杀菌消毒。非离子型表面活性剂最温和,它们不带电,通常是一些粘稠的大分子物质,比如吐温、斯盘、吹通等。
表面活性剂能在亲水和疏水的物质之间架起一座桥梁。在表面活性剂的作用下,油可以“溶解”在水中。洗涤剂去油就是这个原理。
昆虫身体表面覆盖着一层蜡质,这使它们的体表疏水。一般来说,小昆虫落水后都不会沉底,而是“浮”在水面。严格地说,它们并不是浮着,因为水并没有浸润它们的身体,托着它们的力不是水的浮力,而是被压弯的液面的表面张力。利用表面张力,蚊子、水黾等甚至能够站在水上。
而如果有表面活性剂的存在,比如加了洗洁精,这时的“水”就能浸润昆虫体表的蜡质,把它们的表面侵蚀得一塌糊涂。昆虫呼吸是靠腹部的气孔,被表面活性剂溶液浸润的昆虫不但无法呼吸,表面活性剂还会从它们体表的开口,比如嘴,进入身体,杀死昆虫。
其实昆虫不但怕表面活性剂,也怕油。蟑螂落水不会淹死,但掉到油里还是会被“淹死”。