சோப்பு எப்படி அழுக்கை நீக்குகிறது? ஒரு மூலக்கூறின் இரட்டை வாழ்க்கை
தண்ணீர் மட்டும் எண்ணெய்க் கறையை ஏன் நீக்குவதில்லை? சோப்பு மூலக்கூறின் ஒரு முனை தண்ணீரை நேசிக்கிறது, மறுமுனை எண்ணெயை. அந்த இரட்டைக் குணம்தான் அழுக்கை அள்ளிச் செல்கிறது, கிருமிகளின் கவசத்தையும் உடைக்கிறது.
How soap and detergents clean: amphiphilic molecules, micelles, hard water scum, soapnut and shikakai saponins, and why handwashing breaks virus envelopes.
இந்தக் கட்டுரையில்
சுருக்கமாக
- எண்ணெயும் தண்ணீரும் கலப்பதில்லை. அதனால் தண்ணீர் மட்டும் எண்ணெய்ப் பசை உள்ள அழுக்கை நீக்க முடியாது.
- சோப்பு மூலக்கூறின் ஒரு முனை தண்ணீருடன் ஒட்டும் (நீர்விரும்பி), மறுமுனை எண்ணெயுடன் ஒட்டும் (நீர்வெறுப்பி). எண்ணெய்த் துளியைச் சுற்றி நூற்றுக்கணக்கான சோப்பு மூலக்கூறுகள் சூழ்ந்து “மைசெல்” என்ற சிறு உருண்டைகளை உருவாக்குகின்றன; தண்ணீர் அவற்றை அடித்துச் செல்கிறது.
- கொரோனா போன்ற பல வைரஸ்களுக்குக் கொழுப்பால் ஆன மேலுறை உண்டு. சோப்பு அந்த உறையைச் சிதைக்கிறது. அதனால்தான் குறைந்தது 20 வினாடி சோப்புப் போட்டுக் கை கழுவச் சொல்கிறார்கள்.
- கடின நீரில் உள்ள கால்சியம், மெக்னீசியம் சோப்புடன் சேர்ந்து வெள்ளைப் படலம் (scum) உருவாக்குகின்றன. சோப்புத் தூள்கள் (detergents) இந்தச் சிக்கலைத் தவிர்க்க வடிவமைக்கப்பட்டவை.
சமையலறையில் எண்ணெய் படிந்த வாணலியைத் தண்ணீரில் மட்டும் கழுவிப் பாருங்கள். தண்ணீர் உருண்டோடுகிறது; எண்ணெய் அப்படியே ஒட்டியிருக்கிறது. ஒரு சொட்டு சோப்புத் திரவம் சேர்த்தவுடன் எல்லாம் மாறுகிறது. இது மந்திரம் அல்ல. ஒரே மூலக்கூறுக்குள் இரண்டு எதிரெதிர் குணங்கள் இருப்பதால் நடக்கும் வேதியியல். அதைப் புரிந்துகொண்டால், கை கழுவுவது முதல் தலைக்குச் சீயக்காய் தேய்ப்பது வரை பல அன்றாட விஷயங்கள் புதிய அர்த்தம் பெறும்.
முதல் சிக்கல்: எண்ணெயும் தண்ணீரும் ஏன் கலப்பதில்லை?
தண்ணீர் மூலக்கூறு (H₂O) “துருவ” மூலக்கூறு (polar molecule). அதன் ஆக்சிஜன் பக்கம் சற்று எதிர் மின்னூட்டமும், ஹைட்ரஜன் பக்கங்கள் சற்று நேர் மின்னூட்டமும் கொண்டவை. அதனால் தண்ணீர் மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று காந்தம் போல இழுத்துக்கொள்கின்றன; இதை “ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு” என்கிறோம்.
எண்ணெய், நெய், தோலில் சுரக்கும் சருமக் கொழுப்பு ஆகியவை நீண்ட கார்பன்–ஹைட்ரஜன் சங்கிலிகளால் ஆனவை. அவற்றில் மின்னூட்டப் பிரிவு கிட்டத்தட்ட இல்லை. தண்ணீர் மூலக்கூறுகள் தங்களுக்குள் ஒட்டிக்கொள்வதையே விரும்புவதால், எண்ணெயை வெளியே தள்ளிவிடுகின்றன. அதனால்தான் ரசத்தின் மேலே எண்ணெய் மிதக்கிறது. நம் கையில் இருக்கும் பெரும்பாலான அழுக்கும் கிருமிகளும் இந்த எண்ணெய்ப் படலத்தில்தான் ஒட்டியிருக்கின்றன. தண்ணீர் அதைத் தொடவே முடிவதில்லை.
சோப்பு மூலக்கூறு: ஒரு தலை, ஒரு வால்
சோப்பு மூலக்கூறைத் தலைப்பிரட்டை (tadpole) போலக் கற்பனை செய்யுங்கள். அதன் “தலை” மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு சிறு பகுதி (கார்பாக்சிலேட், –COO⁻). அது தண்ணீருடன் நன்றாக ஒட்டும். அதன் “வால்” 12 முதல் 18 கார்பன் அணுக்கள் கொண்ட நீண்ட சங்கிலி. அது எண்ணெயைப் போன்றது; தண்ணீரை வெறுக்கும், எண்ணெயில் புதைந்துகொள்ள விரும்பும். இப்படி ஒரே மூலக்கூறில் இரு குணமும் கொண்ட பொருள்களை “இருவிரும்பி” (amphiphilic) மூலக்கூறுகள் என்கிறார்கள். பரப்பின் இழுவிசையைக் குறைப்பதால் இவற்றுக்கு “பரப்புச் செயலி” (surfactant) என்ற பெயரும் உண்டு.
| பகுதி | அமைப்பு | குணம் | என்ன செய்கிறது |
|---|---|---|---|
| தலை | மின்னூட்டம் கொண்ட கார்பாக்சிலேட் (–COO⁻ Na⁺) | நீர்விரும்பி (hydrophilic) | தண்ணீருடன் ஒட்டி, முழு உருண்டையையும் தண்ணீரில் கரைந்திருக்க வைக்கிறது |
| வால் | 12–18 கார்பன் கொண்ட ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலி | நீர்வெறுப்பி (hydrophobic) | எண்ணெய்த் துளிக்குள் புதைந்து அதைப் பிடித்துக்கொள்கிறது |
மைசெல்: எண்ணெய்த் துளியைச் சிறைப்பிடிக்கும் உருண்டை
தண்ணீரில் சோப்பைக் கலந்து தேய்க்கும்போது, சோப்பு மூலக்கூறுகளின் வால்கள் எண்ணெய்த் துளிக்குள் நுழைகின்றன; தலைகள் வெளியே தண்ணீரை நோக்கி நிற்கின்றன. ஒரு எண்ணெய்த் துளியைச் சுற்றி இப்படி நூற்றுக்கணக்கான மூலக்கூறுகள் சேரும்போது, முள்ளம்பன்றி போல ஒரு சிறு உருண்டை உருவாகிறது. அதை “மைசெல்” (micelle) என்கிறோம். உள்ளே எண்ணெய், வெளியே தண்ணீரை விரும்பும் தலைகள். இப்போது அந்த முழு உருண்டையும் தண்ணீரில் கரைந்ததைப் போல மிதக்கிறது; கழுவும் தண்ணீருடன் வெளியேறுகிறது.
தேய்ப்பது ஏன் முக்கியம்? கை அல்லது துணியைத் தேய்க்கும்போது பெரிய எண்ணெய்ப் படலம் சிறு சிறு துளிகளாக உடைகிறது. துளிகள் சிறியதாக இருந்தால் சோப்பு மூலக்கூறுகள் சூழ்வதற்கு அதிகப் பரப்பு கிடைக்கிறது. அதனால்தான் சோப்பைத் தொட்டு உடனே கழுவிவிடுவதைவிட, நுரைக்கத் தேய்ப்பது பலன் தருகிறது.
ஒரு சுவாரசியமான உண்மை
தண்ணீரில் சோப்பின் அளவு மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது மூலக்கூறுகள் தனித்தனியாகத் தண்ணீரின் மேற்பரப்பில் வரிசையாக நிற்கின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட அளவைத் தாண்டியதும்தான் மைசெல்கள் உருவாகத் தொடங்குகின்றன. இந்த எல்லையை “நெருக்கடி மைசெல் செறிவு” (critical micelle concentration) என்கிறார்கள். அதற்கு மேல் சோப்பு அதிகம் போட்டால் கூடுதல் பலன் குறைவு; நுரை மட்டும் அதிகமாகும்.
கிருமிகளின் கவசத்தை உடைப்பது எப்படி?
பல வைரஸ்களும் பாக்டீரியாக்களும் கொழுப்பு மூலக்கூறுகளால் ஆன மெல்லிய சவ்வால் மூடப்பட்டிருக்கின்றன. கொரோனா வைரஸ், இன்ஃப்ளூயன்சா வைரஸ் போன்றவற்றுக்கு “உறை” (envelope) எனப்படும் இத்தகைய கொழுப்புப் போர்வை உண்டு. சோப்பு மூலக்கூறுகளின் எண்ணெய் விரும்பும் வால்கள் அந்தச் சவ்வுக்குள் நுழைந்து அதன் அமைப்பைச் சிதைக்கின்றன. உறை உடைந்த வைரஸ் செல்களுக்குள் நுழையும் திறனை இழக்கிறது. உடையாத கிருமிகளும் மைசெல்களுக்குள் சிக்கி, தண்ணீருடன் வெளியேறுகின்றன.
அதனால்தான் அமெரிக்க நோய்க் கட்டுப்பாட்டு மையம் (CDC) குறைந்தது 20 வினாடிகள் சோப்புப் போட்டுத் தேய்க்கச் சொல்கிறது; உலக சுகாதார நிறுவனத்தின் (WHO) முழுக் கை கழுவும் முறை 40 முதல் 60 வினாடி எடுக்கும். விரல் இடுக்குகள், நகங்களுக்கு அடியில், கட்டைவிரல், மணிக்கட்டு ஆகியவற்றை மறக்க வேண்டாம். “பிறந்தநாள் வாழ்த்து” பாடலை இரண்டு முறை பாடும் நேரம் சுமார் 20 வினாடி.
கவனிக்க
சோப்பு கிருமிகளை “அகற்றுகிறது”; எல்லா வகைக் கிருமிகளையும் கொல்லும் என்று சொல்ல முடியாது. உறை இல்லாத சில வைரஸ்கள் (உதாரணமாக நோரோவைரஸ்) சோப்பால் எளிதில் சிதைவதில்லை; ஆனால் நன்றாகத் தேய்த்துக் கழுவும்போது அவையும் கையிலிருந்து நீங்குகின்றன. அதனால் தேய்ப்பதும் ஓடும் தண்ணீரில் அலசுவதும் சோப்பைப் போலவே முக்கியம்.
சோப்பு எப்படித் தயாராகிறது?
சோப்பு செய்யும் அடிப்படை வினை ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் பழமையானது. கொழுப்பு அல்லது எண்ணெயை (தேங்காய் எண்ணெய், பாமாயில், விலங்குக் கொழுப்பு) வலிமையான காரத்துடன் (சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு) சூடாக்கினால், கொழுப்பு மூலக்கூறுகள் உடைந்து “கொழுப்பு அமில உப்புகள்” ஆகின்றன. அவைதான் சோப்பு. மீதமாகக் கிளிசரின் கிடைக்கிறது. இந்த வினைக்கு “சோப்பாக்கல்” (saponification) என்று பெயர்.
சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு பயன்படுத்தினால் கட்டியான குளியல் சோப்பு கிடைக்கும்; பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு பயன்படுத்தினால் மென்மையான, திரவச் சோப்பு கிடைக்கும். தேங்காய் எண்ணெயில் உள்ள குறுகிய சங்கிலி கொழுப்பு அமிலங்கள் (லாரிக் அமிலம்) நுரை அதிகம் தருவதால், பல சோப்புகளில் அது முக்கியப் பொருள்.
கடின நீர்: ஏன் நுரை வருவதில்லை?
ஆழ்துளைக் கிணற்றுத் தண்ணீரில் சோப்பு நுரைக்காமல், வாளியில் வெள்ளைப் படலம் மிதப்பதைப் பல ஊர்களில் பார்த்திருப்போம். பாறைகள் வழியாக வரும் நிலத்தடி நீரில் கால்சியம், மெக்னீசியம் உப்புகள் கரைந்திருக்கும். அதை “கடின நீர்” (hard water) என்கிறோம். சோப்பின் தலைப்பகுதி இந்த அயனிகளுடன் சேர்ந்து, தண்ணீரில் கரையாத கால்சியம் சோப்பாக மாறுகிறது. அதுதான் அந்த வெள்ளைப் படலம். சோப்பின் ஒரு பகுதி இப்படி வீணாவதால் நுரை குறைகிறது; துணிகளில் படிந்து அவை மங்கலாகின்றன.
இருபதாம் நூற்றாண்டில் வந்த செயற்கைச் சோப்புத் தூள்கள் (synthetic detergents) இதற்குத் தீர்வு. அவற்றின் தலைப்பகுதி கார்பாக்சிலேட்டுக்குப் பதிலாக சல்போனேட் அல்லது சல்பேட் வகை. அவை கால்சியத்துடன் சேர்ந்து எளிதில் படியாது. அதனால் கடின நீரிலும் வேலை செய்கின்றன. ஆனால் சில பழைய வகை சோப்புத் தூள்கள் இயற்கையில் எளிதில் சிதையாமல் ஆறுகளில் நுரையாகத் தேங்கியதால், இன்றைய தூள்கள் சிதையக்கூடியவையாக (biodegradable) மாற்றப்பட்டுள்ளன.
சீயக்காய், பூந்திக்கொட்டை: நம் பாட்டிகளின் வேதியியல்
தமிழ் வீடுகளில் தலைக்குச் சீயக்காய், துணிக்குப் பூந்திக்கொட்டை பயன்படுத்தும் வழக்கம் நீண்ட காலமாக உண்டு. இவை நுரைப்பதற்குக் காரணம் அவற்றில் உள்ள “சபோனின்” (saponin) என்ற இயற்கை வேதிப்பொருள்கள். சபோனின் மூலக்கூறுகளுக்கும் நீர்விரும்பும் சர்க்கரைப் பகுதியும், நீர்வெறுக்கும் பகுதியும் உண்டு. அதாவது அவையும் இயற்கையான பரப்புச் செயலிகள்; அதே மைசெல் தத்துவத்தில் வேலை செய்கின்றன.
சபோனின்கள் சோப்பைவிட மென்மையானவை என்பதால், தலைமுடியின் இயற்கை எண்ணெயை முழுவதும் நீக்காமல் சுத்தம் செய்யும் என்று பலர் விரும்புகின்றனர். ஆனால் “இயற்கையானது எல்லாம் பாதுகாப்பானது” என்று சொல்ல முடியாது; சிலருக்குச் சீயக்காய் கண் எரிச்சல் தரலாம். எந்தப் பொருளும் அதன் வேதியியலால்தான் வேலை செய்கிறது, அதன் பெயரால் அல்ல.
“அதிக நுரை = அதிகச் சுத்தம்” என்பது உண்மையா?
இல்லை. நுரை என்பது காற்றுக் குமிழ்களைச் சுற்றி சோப்பு மூலக்கூறுகள் உருவாக்கும் மெல்லிய படலம். பல சோப்புகளிலும் ஷாம்புகளிலும் நுரையைக் கூட்டுவதற்காகவே தனிப் பொருள்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் வாங்குபவர்கள் நுரையைச் சுத்தத்தின் அடையாளமாக நினைக்கிறார்கள். உண்மையில் அழுக்கை நீக்குவது மைசெல்கள்; அவை நுரை இல்லாமலும் உருவாகும். துணி துவைக்கும் இயந்திரங்களுக்கான தூள்கள் வேண்டுமென்றே குறைவாக நுரைக்கும்படி செய்யப்படுகின்றன; அதிக நுரை இயந்திரத்தில் சிக்கலை உண்டாக்கும்.
இது ஏன் நமக்கு முக்கியம்?
ஒரு சின்ன சோப்புக் கட்டி பொது சுகாதாரத்தின் மிகப் பெரிய கருவிகளில் ஒன்று. சாப்பிடுவதற்கு முன்பும் கழிவறையைப் பயன்படுத்திய பிறகும் சோப்புப் போட்டுக் கை கழுவுவது வயிற்றுப்போக்கு, சுவாச நோய்த் தொற்றுகளைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. விலை உயர்ந்த மருந்து இல்லை, சிக்கலான கருவி இல்லை: ஒரு மூலக்கூறின் இரட்டைக் குணமும், 20 வினாடிப் பொறுமையும் போதும்.
கேள்வி–பதில்
“கிருமிநாசினி சோப்பு” சாதாரண சோப்பைவிடச் சிறந்ததா?
வீட்டு அன்றாடப் பயன்பாட்டில், கிருமிநாசினி சேர்த்த சோப்புகள் சாதாரண சோப்பைவிடக் குறிப்பிடத்தக்க கூடுதல் பலன் தருவதாக உறுதியான சான்று இல்லை என்று அமெரிக்க உணவு மற்றும் மருந்து நிர்வாகம் (FDA) கூறியுள்ளது. சரியான முறையில் சாதாரண சோப்புடன் கழுவுவதே முக்கியம்.
கை சுத்திகரிப்பான் (sanitizer) சோப்புக்கு மாற்றா?
சோப்பும் தண்ணீரும் கிடைக்காதபோது, குறைந்தது 60% ஆல்கஹால் உள்ள சுத்திகரிப்பான் உதவும். ஆனால் கையில் கண்ணுக்குத் தெரியும் அழுக்கு அல்லது எண்ணெய் இருந்தால் அது சரியாக வேலை செய்யாது; அப்போது சோப்புதான் சிறந்தது.
வெந்நீரில் கழுவினால்தான் கிருமிகள் போகுமா?
இல்லை. கை தாங்கக்கூடிய சூட்டில் தண்ணீர் கிருமிகளைக் கொல்வதில்லை. குளிர்ந்த நீரும் வெந்நீரும் சோப்புடன் சேர்ந்து ஏறக்குறைய ஒரே அளவு பலன் தருகின்றன. தேய்க்கும் நேரமும் முறையும்தான் முக்கியம்.
சொற்களஞ்சியம்Glossary
- மைசெல் Micelle
- எண்ணெய்த் துளியைச் சுற்றிச் சோப்பு மூலக்கூறுகள் உருவாக்கும் சிறு உருண்டை; உள்ளே எண்ணெய், வெளியே நீர்விரும்பும் தலைகள்.
- பரப்புச் செயலி Surfactant
- தண்ணீரின் பரப்பு இழுவிசையைக் குறைத்து, எண்ணெயையும் தண்ணீரையும் இணைக்க உதவும் பொருள்; சோப்பும் சோப்புத் தூளும் இதற்கு உதாரணம்.
- நீர்விரும்பி Hydrophilic
- தண்ணீருடன் எளிதில் ஒட்டும் அல்லது கரையும் தன்மை.
- நீர்வெறுப்பி Hydrophobic
- தண்ணீரை விலக்கி, எண்ணெய் போன்றவற்றுடன் சேரும் தன்மை.
- சோப்பாக்கல் Saponification
- கொழுப்பு அல்லது எண்ணெயைக் காரத்துடன் சேர்த்துச் சூடாக்கி சோப்பும் கிளிசரினும் உருவாக்கும் வேதிவினை.
- கடின நீர் Hard water
- கால்சியம், மெக்னீசியம் உப்புகள் அதிகம் கரைந்த நீர்; சோப்புடன் சேர்ந்து வெள்ளைப் படலம் உருவாக்கும்.
- சபோனின் Saponin
- சீயக்காய், பூந்திக்கொட்டை போன்ற தாவரங்களில் உள்ள இயற்கையான பரப்புச் செயலி; நுரைக்கும் தன்மை கொண்டது.
உங்களைச் சோதியுங்கள் · Check yourself
ஆதாரங்களும் சரிபார்ப்பும் Sources and checks
கடைசியாகச் சரிபார்த்தது:
- cdc.gov/clean-hands/data-research/facts-stats/index.html
- en.wikipedia.org/wiki/Soap
- en.wikipedia.org/wiki/Micelle
- en.wikipedia.org/wiki/Saponin
- who.int/publications/m/item/hand-hygiene-why-how-when
பிழை கண்டீர்களா? சொல்லுங்கள் · Report an error
புதிய அறிவியலின் வாக்குறுதி · Our trust standardதிருத்தங்கள் · Correctionsஆசிரியர் கொள்கை · Editorial policy
புதிய அறிவியல் மின்னிதழில் சேருங்கள் Join the free Puthiya Ariviyal newsletter
புதிய கட்டுரைகள் வாரம் ஒருமுறை உங்கள் மின்னஞ்சலுக்கு. இலவசம்; எப்போது வேண்டுமானாலும் நிறுத்தலாம். New stories in your inbox once a week. Free, and you can stop any time.
வாசகர்கள் கருத்து Reader reviews
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை. இங்கே சென்று வந்திருந்தால், முதல் கருத்தை நீங்களே எழுதுங்கள். No reviews yet. Been here? Be the first.
✍ உங்கள் கருத்தை எழுதுங்கள் · Write a review
புதிய அறிவியலைப் பின்தொடருங்கள் · Follow Puthiya Ariviyal
அடுத்து படிக்க · Read next1729: ஒரு டாக்ஸி எண்ணும் ராமானுஜனின் மேதைமையும்“சலிப்பான எண்” என்று ஹார்டி சொன்ன 1729-ஐ, நோய்ப்படுக்கையில் இருந்த ராமானுஜன் உடனே ஓர் அதிசய எண்ணாக்கினார். அந்த எண்ணின் ரகசியம், அதன் பின்னால் இருக்கும் கணிதம், நீங்களே சோதிக்கக்கூடிய புதிர்.