石油流出、なぜ髪の毛を寄付するのか？

地球上の生命の長い進化の歴史において、毛髪の出現は単なる些細な出来事に過ぎません。ほとんどの動物にとって、毛は単に身を守るため、暖をとるため、あるいは異性を引き付けるための道具に過ぎません。

しかし、人間にとって、髪の毛はそれ以上の役割を果たします。

髪を長く伸ばすのは快適さと見た目のためだけだと考えていませんか?実は髪にも意味があるんです！ 2022年1月14日、トンガ火山の噴火による津波が全世界に影響を及ぼしました。 1万キロ離れたペルーのリマの海岸も例外ではなかった。波は原油を荷降ろし中のタンカーを直撃し、6,000バレル以上の原油が海に流出した。ペルーの太平洋沿岸の21のビーチが原油流出によって汚染され、「近代史上最悪の環境災害」を引き起こしている。

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ペルー政府は、石油流出の清掃という困難な課題に直面し、予想外の解決策を思いつきました。それは、国民に髪の毛の寄付を呼びかけることです。

ペルーの少女が石油流出の除去に協力するため髪の毛を寄付 画像提供: Bloomberg Quicktake

油流出後に髪の毛を寄付する理由とは？ペルー政府は髪の毛を大きなソーセージ型の装置に作り、それを海に沈めて油を吸収し海水を浄化しようとしていたことが判明した。

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このソーセージ型の装置は、髪の毛が油を吸収するので、油のこぼれに対処できます。この発見は主にトニーという名の教師によるものです。 1989年3月、エクソン・バルディーズ号の石油タンカーがアラスカ沖の岩礁に衝突し、1,100万ガロンの石油が流出した。フィリップ・マクロリーという名のベテラン理髪師は、ラッコが油まみれになる様子を映したテレビ放映されたイベントを見ていた。このことが彼にひらめきを与えました。動物の毛は油を吸収できるのなら、人間の毛もそうだろうか？

濃い油に覆われたラッコ。画像出典: www.core77.com

そこでトニー先生が実験をしたところ、驚くべき結果が出たのです。髪は油を吸収できるだけでなく、大量の油を吸収できるのです。平均して、髪の毛 1 キログラムあたり 8 キログラムの油を吸収できると計算されています。そして彼は、髪は油を吸収するのではなく、吸収することを発見しました。つまり、油は髪と結合するのではなく、髪の表面に集まり、髪から油を絞り出すだけで簡単に回収できます。

画像ソース: imgur.com マクロリー氏は、ウールやアヒルの羽などの素材を使って油を吸収するという彼のアイデアに似た特許を発見したが、それらの吸収力は人間の髪の毛ほどではなかった。彼はその調査結果をNASAに提出し、NASAはさらなる裏付けを与えた。その後、マクロリーは油を吸収する「ヘアパッド」装置を開発し、1993年に特許を申請した。

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それで疑問なのは、なぜ髪は油分はたくさん吸収できるのに、水は吸収できないのかということです。これは、髪の「油を吸収する」構造特性によって決まります。髪の毛の65%～95%は、極めて疎水性が高いケラチンで構成されています。一方、油は主にさまざまな炭化水素から構成される疎水性物質です。 「同類は同類を溶かす」という原理によれば、髪は油を好み、疎水性であるため、自然に油と混ざり合うことを好みます。脂っぽい髪に悩んでいる友人は、このことを深く理解するべきです。

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同時に、髪の表面は滑らかではなく、髪の表面には穴や亀裂が多数あります。髪の最も外側の層は通常、2～4 層の鱗で構成されており、小さな吸盤のような働きをして、髪が油と完全に接触し、効果的に油を吸収できるようにします。そのため、髪は天然の「油を吸収するスポンジ」となり、水中での油吸収効果は他の化学油吸収剤よりもさらに優れています。それはまさに油流出を清掃するための魔法の武器です。

毛髪スケール図と顕微鏡写真

画像出典：参考文献[4]

マクロリー氏が毛髪が油分を処理できることを発見したとすれば、この技術を実際に普及させ、発展させたのは「マター・オブ・トラスト」と呼ばれる非営利団体だった。この団体の創設者リサ・ゴーティエはマクロリー氏に近づき、毛髪による油の吸収に関する一連の研究と実験を実施し、環境問題の解決に関連技術を推進し活用するよう依頼した。

左：毛髪油吸収の発見者、マクロリー。右: 「Matter of Trust」の創設者、リサ・ゴーティエ。出典: matteroftrust.org

油回収ユニット

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ヘアオイル吸収剤は環境に優しく、効率が高く、安価です（主に寄付に頼っています）。 1998年のカリフォルニア原油流出事故、2007年のサンフランシスコ湾原油流出事故、2010年のメキシコ湾原油流出事故などの事故では、マター・オブ・トラストなどの団体の呼びかけにより、大量の髪の毛が油吸収パッドを作るために使用され、原油流出の清掃作業に投入され、重要な役割を果たしました。

2010年のメキシコ湾原油流出事故の後、米国西ミシガン州の住民は自発的に髪の毛を寄付する運動を起こしました。出典: www.mlive.com

それにもかかわらず、毛髪油吸収技術は広く普及してきませんでした。まず、人の髪の毛は 1 か月に約 1.25 cm 伸び、1 年でわずか約 50 g しか伸びないと言われています (継続的に成長し、抜け毛がない理想的な条件下で)。髪の毛が1キログラム増えるには、少なくとも20年かかります。そのため、十分な量の毛髪を採取するには多くの時間と人手が必要になります。第二に、ヘアオイル吸収パッドは主に表面の油汚れを吸収するのに適しており、深いところや分散した油汚れに対しては効果が限られています。また、大規模な突発的な油流出事故では、大量の油を迅速に入手することが困難であり、化学油吸収剤の方が効率的で便利です。

広く使用されているオイル吸収パッドは、通常、さまざまな厚さのポリプロピレンで作られています。パッドはポリプロピレン繊維の単層または多層で織られています。画像出典: www.absorbentsonline.com

化学油吸収剤は油汚れを吸収または溶解するために使用されます。一般的な素材としては、ポリプロピレン（PP）、リネン繊維、ポリエステル合成繊維、ゼオライトなどがあります。分散剤、固化剤、中和剤も油流出の処理に使用されます。これらの化合物は、油と水の界面の表面張力を低下させたり、固体物質を形成したり、油の化学的性質を変えたりすることで油を処理します。化学油吸収剤は吸着速度が速く、広範囲の漏れに適しており、大量生産や使用が容易です。化学油吸収剤は、髪の毛に比べて、大規模な油汚染事故にタイムリーに対応できますが、環境に生態系損傷を引き起こす可能性があり、分解が困難です。

髪の毛の堆肥を使って土壌の窒素を豊かにする 出典: www.doityourself.com

実は、油分吸収は髪の能力のひとつに過ぎません。収集と安全性の問題を解決することを前提として、髪の毛には多くの用途があります。水中の重金属を吸収し、水の浄化の役割を果たします。肥料として使用でき、植物に必要な窒素元素を供給し、防虫効果もあります。農業では水を節約するために使用できます。医薬品のアミノ酸抽出原料として利用したり、手術用の縫合糸などとしても使えます。このほかにも髪の毛にはどんな用途が考えられますか？コメント欄への追加を歓迎します〜

参考文献

[1]ヘア・マターズ・プログラムの歴史 |信頼の原則

[2] BDマクロリーとPAマクロリー水上に流出した油を封じ込めて吸収する装置：米国特許5453191 [P]。 1995年9月26日。

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[8] Zheljazkov VD、Silva JL、Patel M、他。園芸作物の栄養源としての人間の毛髪[J]。ホルトテクノロジー、2008年、18(4):592-596。

著者: ジ・ミンホア博士、中国科学院上海高等研究院

企画・編集：リトルダンデライオン

表紙画像出典: 91