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洗剤分子は非常に巧妙な特性を備えており、一方の端は親水性、つまり水を愛し、もう一方の端は疎水性、または水をはじきます。この二重の性質により、洗剤は水と油の両方を引き付けることができ、洗濯物をきれいにすることができます。また、界面活性剤分子の疎水性末端で水分子を押し離すことにより、水の表面張力を下げるのにも非常に効果的です。
水分子と表面張力
水には独特の性質があり、表面に「粘着性」があります。個々の水分子には、1つの大きな酸素原子と2つの小さな水素原子があります。水素原子はわずかに正の電荷を保持し、水分子全体を極性にします。小さな磁石のように、水素原子は他の水分子から酸素原子を引き付け、水の中に一時的な水素結合を作ります。
各水分子は、あらゆる方向から他の水分子から引き寄せられますが、表面の水分子には、表面上に引き寄せられる分子がありません。これらの水分子は、上の水面よりも下の水からより多くの力を持っています。この力の違いにより、表面の水分子は液体の内部よりも密に詰まります。分子の薄い密な層は、表面張力と呼ばれる現象を引き起こします。
洗剤と石鹸
洗剤と石鹸は化学的に似ていますが、それらに含まれるオイルを除きます。多くの石鹸は天然脂肪を使用し、洗剤は精製石油を使用します。石鹸と洗剤の分子には、水分子とグリース（脂肪）分子間のブリッジとして機能する2つの端があります。これにより、石鹸または洗剤が汚れた皿からグリースをつかみ、洗剤分子のもう一方の端を使用して、水で洗い流します。
界面活性剤と石鹸の表面張力
洗剤分子の両端は、水の表面張力を打ち破ることができます。脂肪（グリース）に付着する洗剤分子の末端は、水分子をはじきます。 「水を恐れる」という意味の疎水性として知られています。水分子から離れようとすることで、洗剤分子の疎水性末端が表面に押し上げられます。これは、表面で水分子を一緒に保持する水素結合を弱めます。その結果、水の表面張力が壊れます。