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人物介绍

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十二烷基硫酸钠就是你平时用的洗洁精、洗衣粉中的一种常见的发泡剂,表面活性剂。当它在水中溶解以后,就会发生电离,形成带正电的阳离子(钠),和带负电的阴离子(十二烷基硫酸根)。

当阴离子遇上污渍粒子以后,它们通常会用长长的尾巴把污渍包围起来,强迫原本不溶于水的污渍跟着它们一起到处漂。

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所以,加了十二烷基硫酸钠之后,污渍就没法顽固地粘在衣服的纤维上了。但是这样就可以把衣服洗干净了吗?

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于是,量量把Sheldon和山小魈变小了,放在了短裤的纤维上。

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他们发现,山小魈的裤子是由纯棉纤维按照一定规则纺织成的,在材料学上,叫作

“双孔径毛细结构”

(biporous structure)

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如果我们用加了洗涤剂的水冲洗这种材料中的污渍,藏在大孔中的污渍很容易冲走,但是藏在小孔中的污渍几乎不受影响。

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所以,用十二烷基硫酸钠的饱和溶液冲洗后,虽然其中的阴离子会跟污渍粒子结合,减弱污渍在纤维上的附着力,但是在水流冲不到的犄角旮旯里,污渍粒子还是会赖着不走。

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因此,当洗涤剂的阴离子把污渍粒子都包裹起来以后,正确的洗涤方法是:

再用清水冲洗!

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先用洗涤剂溶液浸泡,再用清水冲洗之后,奇迹发生了:各种污渍粒子在阴离子的挟持下,突然从各个犄角旮旯里自动冒出来了。

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这是因为,当我们用洗涤剂溶液浸泡衣服,再用清水冲洗它时,由于清水里阴离子和阳离子的浓度低,衣服上的离子就会自发地向清水中扩散。

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但是,十二烷基硫酸根做的阴离子长得大,扩散慢,钠做的阳离子个头小,扩散快。如果带正电的钠离子都跟着清水跑路了,剩下的阴离子由于带负电,就会在电场的作用下,迅速跟上。

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这样一来,在十二烷基硫酸根做的阴离子的挟持下,污渍粒子再也藏不住了,都从各个旮旯里冒了出来。于是,原先水流完全冲不到的地方,一下子就变干净了!

所以,衣服之所以能变干净,靠的就是洗涤剂浓度差产生的扩散和电泳的联合效应,这叫做

扩散电泳

(diffusiophoresis)

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科学家在1947年的时候就发现了扩散电泳现象,但是直到今年3月,夏威夷大学的科学家才通过实验证明,衣服就是利用这个原理洗干净的。

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(美编:楼上说的没毛病呀~ 好了,有人还记得扩散电泳的英语怎么说嘛?)

衣服为什么能洗干净_结尾

二维码

脚本:Sheldon
美指:牛猫
绘制:周源、赏鉴
排版:胡豆

本文首发于浙江省科技馆,未经书面许可禁止转载及使用,自媒体、报刊等转载请联系Sheldon授权

1. 科学家用胶体粒子模拟洗衣服的过程

(a) 使用十二烷基硫酸钠饱和溶液持续冲洗,“死胡同”里的颗粒并不会冲出来,因此无法洗干净。

衣服为什么能洗干净_注释1(a)

(b) 先用十二烷基硫酸钠饱和溶液冲洗,再用清水冲洗,产生浓度的差异,就可以洗出很多颗粒。

衣服为什么能洗干净_注释1(b)

2. 科学家用一块纯棉纤维演示三种不同的洗衣服的过程

(a) 先用十二烷基硫酸钠饱和溶液浸泡,再用清水冲洗。

衣服为什么能洗干净_注释2(a)

(b) 先用十二烷基硫酸钠饱和溶液浸泡,再用十二烷基硫酸钠饱和溶液冲洗。

衣服为什么能洗干净_注释2(b)

(c) 先用清水浸泡,再用清水冲洗。

衣服为什么能洗干净_注释2(c)

3. 十二烷基硫酸钠的高浓度溶液对皮肤有刺激性。所以,前面两个实验仅供参考,请大家不要在自己家里尝试做。

参考文献

Sangwoo Shin, Cleaning by Surfactant Gradients: Particulate Removal from Porous Materials and the Significance of Rinsing in Laundry Detergency, Physical Review Applied 9, 034012 (2018).

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4 Responses to “漫画 | 如何把衣服彻底洗干净? 这个秘诀才是关键!”

  1. 匿名说道:

    我直接用水龙头冲一晚上。。。有空路过就按它几下 反正就10元一件 洗衣机电费化学剂这些成本

  2. 火焰说道:

    哈哈。

  3. 秋雨说道:

    泡在水里十分钟再加洗衣粉可以吗?

  4. 火焰说道:

    应该可以。

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