洗手的学问

为什么清水洗手除菌效果不佳?

我们手的皮肤其实很粗糙。即便是孩子娇嫩的小手掌心,其表皮层上也布满指纹和掌纹等表皮沟槽。在所有哺乳动物中,只有灵长目动物和考拉的手足上有这些沟槽,其功能是增加抓握光滑物体时的摩擦力。为了避免干燥环境降低指纹的摩擦力,我们手足部的汗腺会分泌汗液维持表皮湿润。然而,指纹等沟槽很容易成为病毒或细菌附着和藏身的地方,汗液又为这些病原体提供了理想的繁殖条件。

显微镜下的指纹和汗液。我们的手是病原体繁殖的理想场所。

要洗去手上的病原体,用清水冲洗的效果并不理想。以病毒为例,大部分病毒都是包膜病毒,其最外层都有由脂类分子和糖蛋白构成的包膜结构。包膜的构成和人类细胞膜接近,可以帮助病毒快速进入人体细胞内部。包膜上的糖蛋白还可以通过快速变异,帮助病毒骗过人体免疫系统。流感病毒、乙肝病毒、冠状病毒等都属于包膜病毒。

如果只用水洗手。那么当水包裹住病毒的包膜时,包膜中的脂类所具有的疏水性会让包膜中的脂类分子排列得更紧密。因为包膜变得更密实,所以包膜中的糖蛋白不但可以保持形状,还会嵌得更牢固。细菌的细胞膜也由脂类分子构成,因此同样无法只靠流水洗去。

肥皂的秘罐是什么?

肥皂瓦解并清除病毒过程的示意图。

包膜的这种结构也有致命弱点,那就是包膜容易被某些物质(例如肥皂的主要成分——硬脂酸钠)撬开。硬脂酸钠分子就像一个大头针——圆头亲水,细尾亲油。当我们抹肥皂时,硬脂酸钠分子的尾部可以轻易嵌入构成病毒外壳的脂质包膜。但硬脂酸钠分子的头部却与包膜中脂质分子有很大不同,这种结构差异会让包膜无法维持稳定形状,从而破碎,病毒包膜内部的部件也随之进入水中。这样,硬脂酸钠能轻易完成破坏病毒结构的任务,但它们的清洁工作并未结束。

当水中的硬脂酸钠分子达到一定浓度时,会逐渐组合成一个个名为胶束的微型球体。胶束中的硬脂酸钠分子把亲水的尾部向外,而病毒和细菌的残体则被包裹在胶束内。在大多数情况下,当我们用肥皂搓手30秒后,硬脂酸钠会直接包裹住含有病毒或细菌等病原体的油污,经过流水冲洗,这些病原体就被打包从我们手上带走。

当然,肥皂对某些病毒也无能为力。例如,导致某些感冒的鼻病毒的外层没有脂类包膜,只有由蛋白質构成的“衣壳”。衣壳表面没有那么多能让硬脂酸钠分子撬开的“破绽”,因此在有限的洗手时间内,肥皂无法充分破坏并带走这类病原体。因此医生建议洗手的时间持续至少20秒,正是因为手上有着复杂的纹路。只有让肥皂充分覆盖包括手掌、指尖、手背和手指间的区域,才能更好保护我们的健康。

<sub 肥皂去除手上病原体的效果十分显著。

洗手液是如何发明的?

20世纪40年代,戈尔迪女士在美国俄亥俄州一家橡胶厂工作,职责是向橡胶中添加炭黑。炭黑不但能赋予浅色的天然橡胶以漆黑的颜色,还能提高橡胶的耐磨度,延长橡胶的使用寿命。在午休吃饭前,工人们将双手浸入强力清洗液中,经过简单搓洗,难以用水去除的炭黑立即被洗掉。但工人们不知道强力清洗液含有苯。虽然苯的去油污能力超群,但它是有毒的。

戈尔迪和她的丈夫杰瑞都在这家工厂工作。虽然戈尔迪并不清楚苯的毒性,但在实际使用过程中,她还是发现这种含苯的洗手液会伤害手部皮肤。因此,她想找到一种更安全的清洗液。夫妻二人经过几年摸索,终于制作出一款以乙醇和石蜡油为主要成分的新型洗手液。他们在戈尔迪父母家的洗衣机里混合好第一批成品,然后在车库里完成包装。

带着这批产品,杰瑞信心十足地开始拜访城里的大小汽车修理店。为了能说服客户,他想到了一个出奇制胜的妙招:在和客户(手上满是机油的汽修师)握手介绍自己前,他在掌心藏了一小团洗手液,并在握手时将洗手液用力抹在汽修师的掌心。通常情况下,被吓一跳的汽修师会迅速抽回手,并用抹布擦手。擦掉洗手液后,汽修师会发现原本布满机油的、黑乎乎的掌心变干净了。靠着这种简单又直接的营销手段,杰瑞夫妇的这种洗手液很快占据了不小的市场。这种洗手液就是今天我们普遍使用的洗手液的雏形,只不过今天的洗手液其去污成分已简化为表面活性剂,主要杀菌成分已经简化为高浓度的乙醇或异丙醇(这些成分能让细菌或病毒的蛋白质脱水变性,从而凝固、失效)。

橡胶工厂用苯溶液作为工人们的洗手液,其实也更多是出于无奈。因为那段时期正值“第二次世界大战”,当时肥皂的主要原料之一——动物油脂被大量用于提炼甘油(甘油可以被用于制作炸药、润滑剂、军用设备涂料和液压油等重要军用物资)。因此,在“第二次世界大战”期间动物油脂一度供不应求,连美国家庭做菜剩下的猪油、牛油都被当局回收。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午8:40。
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