近年來，網路上流行“生化環材四大天坑”的說法，化學作為高校裡的人口大系，竟然被列為職場第二大坑，實在是涼了各位“化學人”的心。
那麼，化學就真的這麼“坑”嗎？“化學人”真的很難找到理想的工作嗎？
有這麼一種說法：“如果沒有表面活性劑，90%的化學工作者將失業。”看來，如果學化學還不想失業，瞭解一下表面活性劑這東西有多神奇，那是必須的。
表面活性劑是一大類物質的統稱，肥皂就是一種表面活性劑，也是人類最早接觸的表面活性劑。距今約4800年前，古巴比倫人就得到了早的肥皂。
傳說有個廚師不小心將一罐食用油（多半是植物油）打翻在地，倉皇之間，他急忙將灶爐裡的草木灰灑在上面，再將混合物打掃乾淨。
自然，手上沾了一些油膩是少不了的，他趕忙去洗手，卻發現滿手的油膩瞬間便洗刷乾淨。於是，廚房裡的傭人們就經常用油脂拌草木灰來洗手，這便是最早的肥皂，當時的巴比倫人就用它們來洗澡、洗衣服、洗餐具等等。
現在我們還能看到最早的用楔形文字記錄下的肥皂配方：將草木灰、羊油（或豬油、或植物油）混合在一起加熱。
敘利亞城市阿勒頗的阿勒頗肥皂，被認為是最早的肥皂技術。
我們中國人也很早就發明了肥皂，一種方法是用豬胰子和草木灰混熱，這和巴比倫人是類似的；另一種方法則是用天然皂角的種子。
所以，肥皂二字的由來你清楚了嗎？
皂莢樹
說到肥皂的成分呢，其實也就是一種很簡單的物質——硬質酸鈉（或硬脂酸鉀），我們把它的成分畫一畫，如下：
我們學習了化學都知道，硬質酸鈉是一種鹽，在水中電離為硬脂酸根離子和鈉離子。鈉離子我們先放在一邊，我們觀察一下這個硬脂酸根離子，包含一個烴基和一個羧基。
所謂烴呢，就是礦物油，我們知道水油是不互溶的，所以烴基屬於“疏水基”，或者叫“憎水基”、“親油基”。
水油不互溶，大家都懂
羧基就是組成羧酸的基團，我們知道酸都是較易溶於水的，比如我們喝的醋，主要成分就是乙酸的水溶液啊。
所以羧基屬於“親水基”。
吃餃子要蘸醋，大家都懂。醋可以用水任意比例衝稀，這是我們都有的生活經驗。
說了這麼多，似乎比較枯燥。
別急！讓我們看看，把這兩端分別親水憎水的表面活性劑放到水裡以後，它會有些什麼樣的不同？
我們先少放一點，這些表面活性劑分子在水裡是這樣分佈的，裡裡外外都有，和其他可溶物沒什麼兩樣。
而當我們再多加一些，情況就有所不同了，表面活性劑分子裡的憎水基一個勁的想要出去，全部朝外，也使得表面活性劑分子都分佈到了表面上，這也就是“表面活性劑”稱呼的由來。
憎水基：放我出去~
如果我們再多放點表面活性劑，更奇妙的事情發生了。由於之前它們已經佔滿了表面，內部表面活性劑的憎水基無處可逃，只好彼此抱團，形成了一團又一團的“膠束”。
這些膠束或而球狀，或而棒狀表面活性劑各方面神奇的特性，均來自這些“膠束”。
要問這表面活性劑究竟有啥用，這用處可大了去了，就在我們身邊到處都有她的身影。我們隨便列舉一二。
一、清洗
之前我們提到的肥皂就是一種用於清洗的表面活性劑，
那麼，表面活性劑為什麼具有清洗能力呢？
回到我們上面那張圖，當水裡有足夠多的表面活性劑以後，它們就傾向於形成膠束。而當清洗液接觸到油汙以後，這些憎水基就“久旱逢甘霖”一般的撲向那些油汙，把油汙夾在中心。
如下圖：
出了肥皂，我們家裡用來洗碗的洗潔精，用來洗衣服的洗衣粉、洗衣液，還有衛浴裡的沐浴露、洗手液、洗髮水、護髮素，它們的主要成分都是表面活性劑。
我們家裡各種各樣的清潔用品
二、乳化
水是一種萬能溶劑，但是很遺憾，我們的化學物質遠不止一萬種，不管是天然的和人造的，總有很多化學物質是不溶於水的。
而且很讓人頭疼的事情，這些化學物質對我們的生活、生產又是很必要的，比如美食中的新增劑，家裝油漆中的活性物質，為美女加妝添彩的化妝品，豪車中讓我們的皮具、飾品更加鮮亮的新增劑，在各種各樣的包裝上起粘結作用的膠水等等。
在人們還沒有辦法用水去溶解它們的時候，我們只能用其他型別的溶劑去稀釋溶解它們，但是很不幸，很多的溶劑就是對人體有害的，比如甲苯，比如四氯乙烯等。
這些溶劑的揮發性都很強，如果被人們吸入體內，則會對人體產生危害。這些溶劑類的物質和其他可以揮發出來對人體有害的物質統稱為VOC（揮發性有機物）。
值的慶幸的是，我們的化學家們已經幫我們在解決這些潛在的危害問題了，他們發現大多數溶劑都是烴類，也就是親油的，活性物質可以溶於溶劑是因為相似相溶，那麼可以說很多活性物質也是親油的。
而我們知道油類的東西是不能溶於水的，那麼有沒有一種東西能作為油類物質溶於水的介質呢？
這就是表面活性劑，它既含有親油的基團，也含有親水的集團，可以同時溶於水和油，也就可以幫助油分散在水裡，這個過程叫做“乳化”。
表面活性劑幫助有機相均勻的分散在水裡，這就是“乳化”。
隨著應用化學工作者的開發，很多應用都已經透過使用表面活性劑而水性化了。
比如以前的塗料多半為“油漆”，其中有很多可致癌的溶劑，而如今，我們的家裝塗料早已改為“乳膠漆”，現在你知道為何這其中有個“乳”字了吧？
因為它就是將油漆“乳化”後的乳液。
乳膠漆已經水性化，請大家放心。
在比如，大部分農藥的活性物質都是不溶於水的，過去乳油劑型的農藥在市面上佔據最多，大多數含有芳烴溶劑，一些溶劑比如DMF等甚至有致癌作用。
這樣的劑型對人體有害，也很難分散開，容易形成殘留。也難怪我們的當家主婦們在清洗蔬菜水果的時候，要花費大量的時間去沖洗，才能讓自己放心。
目前，我國已經停止批准乳油新劑型的申請，為水劑類的農藥開發指明瞭方向。
現在農藥都是水劑的，我們不用再擔心殘留啦！
三、潤溼
如果我們在炎炎夏日裡早起，跑到湖邊觀察一下荷葉，會看到晶瑩剔透的露珠，它們保持著橢球形，在陽光照射下閃閃發亮。
這些露珠為何能保持球狀，而沒有鋪滿荷葉表面呢？
這來自水滴的“表面張力”。
對於表面張力，我們印象更深刻的則是水銀，它在任何時候都能保持球狀，彷彿有一種“內聚力”讓它自身縮聚成團，這種“內聚力”實際上是表面張力。
如下圖，我們對比一下水銀（Hg）、水（H2O）和肥皂（Soap）的表面張力，自然這是從高到低排列的。我們也會很自然的發現表面張力越低，潤溼鋪展性越好。
比如，我們在農藥中新增一些表面活性劑，加強農藥的潤溼效能。這樣就可以提高藥效，減少農藥的用量。
左邊是油劑農藥，右邊是增加了表面活性劑的農藥，明顯鋪展性變好了。
目前全球表面活性劑的產量已經超過1500萬噸，是一個非常龐大的產業。經過我上面的介紹，你可以看到，表面活性劑參與和帶動的行業，又何止幾百幾千？
現在，表面活性劑還存在各種各樣的問題，比如低泡表面活性劑，特別難乳化的物質等等，這些課題都等待著你去解決呢。
總之，我們見識了表面活性劑在各個方面的妙用，你還有什麼理由不好好學習它的知識呢？
