2022 年盛夏,英国化学家克莱尔·S.马洪(Clare S. Mahon)在清洗衣物时遭遇了一件奇事。她白色T恤上有一块油渍,无论怎么清洗都难以去除。马洪心想,反正是白色衣物,不如直接用漂白剂来处理。然而,令人意想不到的是,漂白剂刚一喷洒上去,白色T恤竟瞬间变成了亮丽的红色。 马洪被漂白剂“染红”的白T恤(图片来源:克莱尔·S.马洪/达勒姆大学) 作为英国达勒姆大学(Durham University)的有机化学副教授,马洪被这一异常现象激发了强烈的好奇心。她立刻上网查询,看看是否有人也遇到过类似的情况。很快,她就在一个母婴论坛上找到了线索。 论坛里,众多家长都在反映同一个问题:有的白色衣物一旦接触到漂白剂,就会立刻变成粉色,无论怎么清洗都无法消除。有些人甚至尝试了不同品牌的漂白剂,结果衣物上的颜色不仅没有变浅,反而加深了。更重要的是,这些漂白剂要处理的地方都是防晒霜留下的污渍。 所有线索都指向了防晒霜,马洪教授决定亲自进行验证。她和学生们购买了市面上常见的11种不同防晒霜,逐一在白色布料上进行了漂白剂测试。结果显示,其中7种防晒霜涂抹过的布料,在接触漂白剂后,都变成了醒目的红色。 出于好奇,小编也用防晒霜和白T恤进行了尝试,结果令人失望。(图片来源:黄雨佳) 经过进一步探究,马洪团队找到了防晒霜中的“元凶”。在所有导致衣物变红的防晒霜中,都含有同一种成分——二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯(DHHB);而在那4款不会让衣物变色的防晒霜里,只有一款含有DHHB。 DHHB是一种有机防晒剂,自2005年起就被批准用于防晒产品。与通过物理方式反射紫外线的二氧化钛或氧化锌等无机成分不同,DHHB能够有效吸收320~400纳米波段的紫外线,同时不会在皮肤上留下明显的白色痕迹,因此被广泛应用于许多受欢迎的防晒产品中。 然而,当DHHB遇到主要成分为次氯酸钠的漂白剂后,究竟发生了什么反应呢?马洪教授团队的实验给出了答案:DHHB在与次氯酸钠反应后,会生成3种化合物,其中一种化合物能够强烈地吸收可见光中的短波段(如蓝光和紫光)和中波段(如黄光和绿光),只反射长波段(如红光)。正是这种特性,使得它在衣物上呈现出鲜艳的红色。 DHHB和次氯酸钠发生反应之后生成了红色化合物。(图片来源:原论文) 不过,马洪团队推测,这种让衣物变红的化合物可能并不稳定。为了验证这一点,他们将含有DHHB的防晒霜分别涂抹在了氨纶、棉和涤纶等不同面料上,再喷上漂白剂,观察颜色的变化。 实验结果显示,在接下来的4.5小时内,衣物上的红色果然逐渐褪去了。巧合的是,这与母婴论坛上一些网友分享的经验不谋而合。他们曾建议将变色的T恤拿到阳光下晾晒,以此加速红色褪色。马洪认为,这种方法确实可行。 图A:涂抹防晒霜的织物样品;图B:喷洒了漂白剂的样品;图C:5分钟后;图D:30分钟后;图E:60分钟后;图F:4.5小时后。从上到下的面料依次为:氨纶、棉和涤纶。(图片来源:原论文) 当然,作为一名严谨的化学家,马洪教授并没有就此止步。她希望从根源上解决这个问题。根据对反应机理的深入研究,她设计出了一种DHHB的结构类似物。这种“改良版”的防晒剂既能有效地吸收紫外线,达到防晒效果,又不会与漂白剂中的次氯酸钠反应生成红色化合物。她和团队将这一系列研究成果整理成论文,最终发表在了《化学通讯》(Chemical Communications)上。 马洪团队设计出的 DHHB 类似物在和次氯酸钠发生反应之后并不会生成红色化合物。(图片来源:原论文)
资料 | 环球科学
编辑 | 李玲
*转载请注明来自上海杨浦官方微信
(点击图片查看)