消臭剤はどうして悪臭だけを消すの？→中村优希｜素朴な疑问惫蝉东大
「なぜ？」から始まる学术入门
言われてみれば気になる21の质问をリストアップし、その分野に详しそうな鲍罢辞办测辞教授阵に学问の视点から答えてもらいました。知った気でいるけどいざ闻かれると答えにくい身近な疑问を足がかりに、研究の世界を覗いてみませんか。
Q.12 消臭剤はどうして悪臭だけを消すの？
トイレなどで重宝する芳香剤入り消臭剤。考えてみると、嫌な臭いだけ消していい匂いを消さないのは不思议です。なんで？
回答者／中村优希NAKAMURA Yuki
助教
| 有机合成化学 |
マスキングと化学反応と吸着で悪臭を排除
においを放つ分子が鼻腔にあるセンサーの働きをする细胞にくっつくと、その刺激が脳に伝わってにおいを感じます。いいにおいがする分子が多くくっつけば、嫌なにおいがする分子はあまりくっつかず、嫌なにおいは感じにくい。このマスキングという効果を使っているのが、芳香剤入り消臭剤です。いいにおいの分子でセンサーをマスクするわけです。嫌なにおいのする分子の构造を化学的に変える方法や、嫌なにおいのする分子を物理的に闭じ込める方法もあります。前者では、たとえばアンモニアならアルカリ性なので酸性の薬剤を入れて中和することで、硫化水素などの硫黄化合物なら金属を入れて硫化物にすることで悪臭を消します。后者で用いられるのは、活性炭やゼオライトのように小さな孔が多数空いた多孔质材料。分子を孔の表面に吸着させて出てこられなくするわけです。
市贩の消臭剤では、マスキング効果と分子の构造を変えるしくみと分子を吸着するしくみを组み合わせている场合が多いようです。消臭ビーズのように据置型のものは吸着剤を多めに、スプレー型のものだと分子の构造を変える薬剤を多めに配合しているはずですが、内訳は商品の表示栏を见てもわかりません。各メーカーが工夫して编み出した配合は公司秘密でしょうね。
では、消臭剤で嫌なにおいは消えるのに、消臭剤に入った芳香剤のにおいが消えないのはなぜか。硫黄やアンモニアの窒素など悪臭を放つ元素が入った分子は多孔质材料の孔にくっつきやすい一方、リモネンを含むテルペン类など芳香を放つ炭化水素はくっつきにくいんです。いいにおいがする分子で孔に吸着しやすいものもありますが、芳香剤にはそうでないものが选ばれているということです。
このような多孔质材料には、物质を吸着するという性质だけではなく、不安定な化合物を孔の中に取り込むことで安定化させるという効果も知られています。私は、その性质をうまく利用して、繊细な构造を持つ酵素を刚直な多孔质材料の孔に闭じ込め、いわば鎧を缠わせる方法で、固体触媒としての酵素の新しい机能を研究しています。强い结合を切って新しい结合を作るには、热を加えたり强い试薬を使ったりと无理を强いるものが多いのですが、常温下で无理なく反応させられるのが酵素です。植物や菌类などから抽出でき、现行の触媒に使われる贵金属より入手しやすい点も重要です。また、多孔质材料として私が注目するのは、酵素を入れやすいサイズの孔を持つメソポーラスシリカ。将来的には、廃弃されたバイオマスやプラスチックから有机合成に必要な原料を再生したいと思います。
