雙子表面活性劑的抗菌機(jī)理，期待雙子表面活性劑能夠有效殺死細(xì)菌，表面活性劑一詞來(lái)自英文Surfactant，它是短語(yǔ)Surface (表面)、Active (活性)、Agent (添加劑)的縮合詞[1]。表面活性劑是一種活躍于表面和界面上，具有極高的降低表(界)面張力能力和效率的物質(zhì)，在一定濃度以上的溶液中形成分子有序組合體，從而具有一系列應(yīng)用功能。表面活性劑擁有良好的分散性、潤(rùn)濕性、乳化能力、抗靜電性能，已經(jīng)成為包括精細(xì)化工領(lǐng)域在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵材料，在改進(jìn)工藝、降低能耗和提高生產(chǎn)效率等方面有顯著的促進(jìn)作用[2]。隨著社會(huì)的發(fā)展以及世界工業(yè)水平的不斷進(jìn)步，表面活性劑的應(yīng)用逐漸從日用化學(xué)品擴(kuò)散到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如抗菌劑、食品添加劑、新能源領(lǐng)域、污染物治理以及生物制藥等。

傳統(tǒng)的表面活性劑是由極性的親水基團(tuán)和非極性的疏水基團(tuán)構(gòu)成的具有“兩親性”的化合物，目前，隨著制造業(yè)的精細(xì)化和系統(tǒng)化發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)表面活性劑性能的要求正在逐漸增加，因此，尋找和開(kāi)發(fā)具有更高表面性能和具有特殊結(jié)構(gòu)的表面活性劑具有重要的意義。雙子表面活性劑的發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了上述空白并滿足了工業(yè)生產(chǎn)要求。常見(jiàn)的雙子表面活性劑是一種具有兩個(gè)親水基團(tuán)(一般是離子或者具有親水性的非離子)和兩條疏水烷基鏈的化合物。與傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑相比，雙子表面活性劑通過(guò)聯(lián)接基團(tuán)(spacer)把兩個(gè)親水基團(tuán)聯(lián)接在一起。簡(jiǎn)而言之，雙子表面活性劑的結(jié)構(gòu)可以理解為是將兩個(gè)傳統(tǒng)表面活性劑的親水頭基巧妙地用聯(lián)接基團(tuán)鍵合在一起所形成的。雙子表面活性劑的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它具有較高的表面活性，其主要原因在于：(1) 雙子表面活性劑分子的兩條疏水尾鏈?zhǔn)蛊涫杷饔迷鰪?qiáng)，表面活性劑離開(kāi)水溶液的趨勢(shì)增大；(2) 受到聯(lián)接基團(tuán)的影響，親水頭基之間尤其是離子頭基由于靜電排斥作用而彼此分離的傾向被大幅度削弱；(3) 雙子表面活性劑的特殊結(jié)構(gòu)影響其在水溶液中的聚集體行為，使其具有更復(fù)雜多變的聚集形態(tài)。雙子表面活性劑與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，表(界)面活性更高、臨界膠束濃度更低、潤(rùn)濕性能更好、乳化能力和抗菌能力都更強(qiáng)。因此，雙子表面活性劑的開(kāi)發(fā)和利用對(duì)于表面活性劑的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的意義。

傳統(tǒng)的表面活性劑的“兩親結(jié)構(gòu)”使其具有獨(dú)特的表面性質(zhì)。將傳統(tǒng)的表面活性劑添加到水中，親水頭基傾向于溶于水溶液內(nèi)部，疏水基團(tuán)則會(huì)抑制表面活性劑分子在水中的溶解。在這兩種趨勢(shì)的綜合作用下，表面活性劑分子在氣-液兩相界面富集，并進(jìn)行有序的排列進(jìn)而降低水的表面張力。與傳統(tǒng)表面活性劑不同，雙子表面活性劑則是通過(guò)間隔基將傳統(tǒng)表面活性劑聯(lián)接在一起的“二聚體”，可以更有效地降低水的表面張力和油/水界面張力。此外，雙子表面活性劑還具有較低的臨界膠束濃度，更好的水溶、乳化、泡沫、潤(rùn)濕和抗菌等性能。

近年來(lái)，研究者們致力于新型雙子表面活性劑的研發(fā)及其相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)的研究。同時(shí)，將雙子表面活性劑的應(yīng)用逐漸發(fā)展到滅菌抑菌、食品生產(chǎn)、消泡抑泡、藥物緩釋以及工業(yè)清洗等領(lǐng)域。根據(jù)表面活性劑分子中親水基團(tuán)是否帶電以及所帶電荷類型可以將雙子表面活性劑分為以下幾類：陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型雙子表面活性劑。其中，陽(yáng)離子型雙子表面活性劑一般是指季銨鹽或銨鹽型雙子表面活性劑，陰離子型雙子表面活性劑多指親水基團(tuán)是磺酸根、磷酸根和羧酸根的雙子表面活性劑，而非離子型雙子表面活性劑大多是聚氧乙烯類雙子表面活性劑。

一、陽(yáng)離子型雙子表面活性劑

陽(yáng)離子型雙子表面活性劑可以在水溶液中解離出陽(yáng)離子，主要有銨鹽、季銨鹽型雙子表面活性劑。陽(yáng)離子型雙子表面活性劑生物降解性好、去污能力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、毒性低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易合成、易分離提純，同時(shí)還具備殺菌性、防腐性、抗靜電性、柔軟性。

二、陰離子型雙子表面活性劑

陰離子型雙子表面活性劑可以在水溶液中解離出陰離子，主要有磺酸鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磷酸酯鹽型雙子表面活性劑。陰離子表面活性劑具有較好的去污、發(fā)泡、分散、乳化、潤(rùn)濕等性能，被廣泛用作洗滌劑、起泡劑、潤(rùn)濕劑、乳化劑和分散劑。

三、非離子型雙子表面活性劑

非離子型雙子表面活性劑不能在水溶液中解離，以分子形式存在。該類型的雙子表面活性劑到目前為止研究的還較少，目前有兩類，一類是糖的衍生物，另一類是醇醚、酚醚類[29]。非離子型雙子表面活性劑在溶液中不是以離子狀態(tài)存在，所以它具有高穩(wěn)定性，不易受強(qiáng)電解質(zhì)的影響，與其他類型表面活性劑復(fù)配性好，溶解性好。因此非離子表面活性劑具有良好的洗滌性、分散性、乳化性、起泡性、潤(rùn)濕性、抗靜電性和殺菌等多種性能，可廣泛用于農(nóng)藥、涂料等各方面。如圖7所示，2004年FitzGerald等[30]合成了聚氧乙烯類雙子表面活性劑(非離子型表面活性劑)，其結(jié)構(gòu)表示為(Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (或GemnEm)

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