空気中に消毒液が漂っています。それはどこから来たのですか?それは自然に形成された

過酸化水素、この名前が聞き慣れないとしても、その別名、つまり過酸化水素は、あなたにとって非常に馴染み深いはずです。

過酸化水素は消毒剤です。その消毒効果は主にその強力な酸化特性によって達成されます。私たちがよく知っている化膿性球菌やさまざまな腸内病原菌は、過酸化水素によって簡単に殺すことができます。そのため、過酸化水素は環境消毒や創傷消毒に広く使用されています。医療分野だけでなく、工業生産や日常生活の多くの場面でも活用されています。

過酸化水素は幅広い用途がありますが、調製するのはそれほど簡単ではありません。過酸化水素の生成には電圧と触媒が必要です。一般的に使用される方法には、電気分解、イソプロピルアルコール法、アントラキノン法などがあります。私の国ではアントラキノン法が一般的に使用されています。

過酸化水素は用途が広く、需要も大きいため、世界中の人々が過酸化水素を製造するための新しい方法を研究してきました。スタンフォード大学の研究チームはこの問題を研究しているときに、過酸化水素が自然に生成されるという現象を偶然発見しました。

研究チームは、空気中の水分子が自然に過酸化水素に変換されることを発見した。水は H2O で過酸化水素は H2O2 なので、これは大したことではないように思えるかもしれません。両者の唯一の違いは酸素原子です。変換を完了するのは簡単そうに見えますが、実際にはそれほど簡単ではありません。水と過酸化水素の違いは酸素原子が 1 つだけですが、この原子を追加する場合は、元の共有結合を切断してから酸素原子を追加する必要があります。この共有結合は、電圧と触媒を介さずにどうやって切断できるのでしょうか?

空気中の水分子が過酸化水素に自発的に変化するには条件があり、その条件とは水滴の体積が十分に小さいことです。

研究により、空気中の水滴の直径が 20 ミクロン未満になると、水は自然に過酸化水素に変化する可能性があることがわかりました。 20ミクロンの概念とは何ですか?私たちが日常生活で使う最小の長さの単位はミリメートルで、1マイクロメートルは1000分の1ミリメートルに等しいほど小さいです。ここで疑問になるのは、なぜ十分に小さい水滴が自然に過酸化水素に変わるのかということです。これは「接触帯電」と呼ばれる現象によるものです。水滴が固体と衝突すると、電荷が液体と固体の間で「飛び移り」、不安定な分子断片、つまり活性酸素種が生成されます。

これらの衝突によって生成される不安定な分子断片の中には、3電子還元生成物であるヒドロキシルラジカルがあり、ペアを形成すると結合して過酸化水素を形成することができる。

水滴が固体と衝突しますか?固体はどこから来るのでしょうか?空気中には固体粒子である様々な塵粒子が満ちています。空気中の水滴と固体の衝突は刻々と起こり、過酸化水素が自然に生成されます。しかし、自然に生成される過酸化水素の量は非常に微量です。スタンフォード大学の研究チームの研究報告が発表されるやいなや、多くの疑問が巻き起こった。たとえば、空気中の過酸化水素を検出するために過マンガン酸カリウムを使用する必要があるかどうか疑問視する人もいました。しかし、研究チームは後に、空気中の過酸化水素を検出するために質量分析法を使用したと説明した。

空気中には自然発生的に過酸化水素が存在します。これは私たちの生活とどのような関係があるのでしょうか?その関係は本当に大きいです。

ご存知のとおり、寒い冬には、風邪に代表される呼吸器疾患に罹患する可能性が高くなります。これはなぜでしょうか?寒いからですか？これらの病気は本質的に細菌やウイルスの感染によって引き起こされ、寒さや暑さとは直接関係がありません。さらに、ずっと家にいる場合でも、夏よりも冬の方が風邪をひく可能性が高くなります。現在では、この問題に対するより合理的な説明があるようです。つまり、空気中の細菌やウイルスの数は冬の方が夏よりも多く、その理由は過酸化水素が自然に生成されるためだということです。冬は空気が乾燥し、空気中の水滴が少なくなるため、自然発生する過酸化水素の量が減少し、消毒効果が低下し、当然細菌の数が増えます。

冬は暖房器具の使用により室内の空気が乾燥し、空気中の水滴や過酸化水素の含有量がさらに少なくなります。換気に気を付けないと、どうしても細菌が繁殖してしまいます。

上記はスタンフォード大学の研究チームが出した結論であり、季節と呼吸器疾患の関係の一部をある程度説明するものであるが、私はここでもう一つの問題、つまり平均寿命について考えさせられる。ご存知のとおり、乾燥した寒い地域に住む人々の平均寿命は、湿気の多い暑い地域に住む人々の平均寿命よりも大幅に長くなります。これは空気中の過酸化水素の含有量にも関係している可能性があります。過酸化水素は強力な酸化剤であり、人間の老化プロセスは本質的に酸化プロセスであるため、空気中の過酸化水素の含有量が多いと、ある程度人体の老化が加速される可能性があります。

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