界面活性劑可以使氣溶膠中的有毒化學物質在空氣中持續更長時間

伯明翰大學領導的研究發現，氣溶膠中常見的危險化學物質，例如烹飪和清潔產生的化學物質，可以在表面活性劑形成的3D結構中受到“保護”，從而使它們在空氣中的停留時間更長。

界面活性劑或「界面活性劑」是一類化合物，用作肥皂和清潔產品等日常用品中的乳化劑、發泡劑和潤濕劑。 它們還透過自然過程釋放，例如海浪和烹飪活動的主要排放。

這研究， 出版於化學研究報告，由伯明翰大學與巴斯大學和科學技術設施委員會中央雷射設施合作領導。

科學家在過去5-6 年裡進行了廣泛的研究，初步研究了其中一種界面活性劑油酸（一種常見的烹飪和海洋排放物）如何在奈米尺度上形成複雜的結構，以及它們如何影響油酸與空氣中的其他化學物質。 最近的實驗探討了日益複雜的界面活性劑混合物，以確定各種界面活性劑的影響氣霧劑空氣中遇到的成分。

領導這項工作的伯明翰大學教授 Christian Pfrang 表示：「氣溶膠通常是由烹飪和清潔等日常活動產生的，並且現代生活由於人們平均 90% 的時間都在室內度過，因此迫切需要了解室內氣溶膠是如何處理的。 眾所周知，油酸可以自組織成一系列 3D 奈米結構，其中一些具有高黏度，可以延緩老化，從而延緩氣溶膠中關鍵化學成分的分解。

透過結合實驗室和計算研究，研究人員發現有害的反應性材料可能被屏蔽在內部氣溶膠顆粒在高黏性（類似蜂蜜）的外殼下面，可能會延長大氣中的停留時間，從而延長它們與其他壽命較短的物種的排放源的接觸範圍。

研究人員進行了廣泛的實驗研究，調查懸浮在空氣中的顆粒以及固體表面上的薄膜（「窗垢」代表）和漂浮在水面上（代表最常見的水滴表面）的自組織。 ）。

這些自組織氣溶膠採用最先進的技術進行分析，利用小角 X 射線散射分析奈米級結構，並利用拉曼顯微鏡分析化學行為。 該團隊開發了補充電腦模型，以了解表面活性劑如何在大氣中組織自身。

他們發現，當與大氣中的其他氣溶膠成分混合時，界面活性劑可以自行組織成不同類型的 3D 結構。 這種自組織顯著降低了化學物質的反應性，從而延長了它們的使用壽命。 產品材料的外殼可能會在顆粒表面形成，從而保護有害物質並延長它們在大氣中的存留時間。

Pfrang 教授繼續說道：「我們複雜的多尺度實驗研究與客製化的計算模型密切相關，表明這些界面活性劑結構可以為氣溶膠中常見的有害化學物質提供有效的屏蔽，這些化學物質可以在大氣中持續更長時間並傳播更遠。

「對於我們這些大部分時間都在室內度過的人（即西方世界的大多數人）來說，這應該引起關注。我們知道氣溶膠會造成空氣污染，並對人類健康產生負面影響，而這些發現表明，我們吸入有害化學物質的時間比我們之前想像的要長，尤其是在烹飪和清潔之後。

該研究為進一步研究這些表面活性劑排列如何影響氣候以及室內和室外空氣品質開闢了一條途徑。

Pfrang 教授總結道：「現在的關鍵問題是，我們在實驗室中仔細量化的這些過程在現實生活條件下有多重要——事實上，我們已經開始從表面活性劑濃度高的區域收集氣溶膠樣本進行分析。

「需要更多的研究來了解這些結構在室外和室內的作用，這對我們呼吸的空氣品質意味著什麼，以及這可能對環境產生的影響人類健康。 但同時，我們建議打開窗戶，確保您的空間在烹飪和清潔時通風良好。