本文著重介紹了雙子表面活性劑的抗菌機(jī)理，期待雙子表面活性劑能夠有效殺死細(xì)菌，能夠?yàn)闇p緩新冠病毒傳播提供一定助力。表面活性劑一詞來自英文Surfactant，它是短語Surface (表面)、Active (活性)、Agent (添加劑)的縮合詞[1]。表面活性劑是一種活躍于表面和界面上，具有極高的降低表(界)面張力能力和效率的物質(zhì)，在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。表面活性劑擁有良好的分散性、潤濕性、乳化能力、抗靜電性能，已經(jīng)成為包括精細(xì)化工領(lǐng)域在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵材料，在改進(jìn)工藝、降低能耗和提高生產(chǎn)效率等方面有顯著的促進(jìn)作用[2]。隨著社會(huì)的發(fā)展以及世界工業(yè)水平的不斷進(jìn)步，表面活性劑的應(yīng)用逐漸從日用化學(xué)品擴(kuò)散到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如抗菌劑、食品添加劑、新能源領(lǐng)域、污染物治理以及生物制藥等。 傳統(tǒng)的表面活性劑是由極性的親水基團(tuán)和非極性的疏水基團(tuán)構(gòu)成的具有“兩親性”的化合物，其分子結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示[7]。目前，隨著制造業(yè)的精細(xì)化和系統(tǒng)化發(fā)展，生產(chǎn)過程中對(duì)表面活性劑性能的要求正在逐漸增加，因此，尋找和開發(fā)具有更高表面性能和具有特殊結(jié)構(gòu)的表面活性劑具有重要的意義。雙子表面活性劑的發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了上述空白并滿足了工業(yè)生產(chǎn)要求。常見的雙子表面活性劑是一種具有兩個(gè)親水基團(tuán)(一般是離子或者具有親水性的非離子)和兩條疏水烷基鏈的化合物[8]。如圖1(b)所示，與傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑相比，雙子表面活性劑通過聯(lián)接基團(tuán)(spacer)把兩個(gè)親水基團(tuán)聯(lián)接在一起。簡而言之，雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)可以理解為是將兩個(gè)傳統(tǒng)表面活性劑的親水頭基巧妙地用聯(lián)接基團(tuán)鍵合在一起所形成的。雙子表面活性劑的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它具有較高的表面活性，其主要原因在于：(1) 雙子表面活性劑分子的兩條疏水尾鏈?zhǔn)蛊涫杷饔迷鰪?qiáng)，表面活性劑離開水溶液的趨勢(shì)增大；(2) 受到聯(lián)接基團(tuán)的影響，親水頭基之間尤其是離子頭基由于靜電排斥作用而彼此分離的傾向被大幅度削弱；(3) 雙子表面活性劑的特殊結(jié)構(gòu)影響其在水溶液中的聚集體行為，使其具有更復(fù)雜多變的聚集形態(tài)。雙子表面活性劑與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，表(界)面活性更高、臨界膠束濃度更低、潤濕性能更好、乳化能力和抗菌能力都更強(qiáng)。因此，雙子表面活性劑的開發(fā)和利用對(duì)于表面活性劑的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的意義。 傳統(tǒng)的表面活性劑的“兩親結(jié)構(gòu)”使其具有獨(dú)特的表面性質(zhì)。如圖1(c)所示，將傳統(tǒng)的表面活性劑添加到水中，親水頭基傾向于溶于水溶液內(nèi)部，疏水基團(tuán)則會(huì)抑制表面活性劑分子在水中的溶解。在這兩種趨勢(shì)的綜合作用下，表面活性劑分子在氣-液兩相界面富集，并進(jìn)行有序的排列進(jìn)而降低水的表面張力。與傳統(tǒng)表面活性劑不同，雙子表面活性劑則是通過間隔基將傳統(tǒng)表面活性劑聯(lián)接在一起的“二聚體”，可以更有效地降低水的表面張力和油/水界面張力[9]。此外，雙子表面活性劑還具有較低的臨界膠束濃度，更好的水溶、乳化、泡沫、潤濕和抗菌等性能。