[公開日] 2025年4月28日 午後1時35分（英国夏時間）
[質問] チャーリー・H、8歳、アメリカ合衆国、コネチカット州スタンフォード
[答えてくれる先生] Paul E. Richardson
ポール・E・リチャードソン博士
コースタル・カロライナ大学 生化学教授
数千年前、私たちの祖先は体や衣服をきれいにする何かを発見しました。伝説によると、誰かが食事をした際に残った脂肪が、火の残り灰の中に落ちたそうです。脂肪と灰が混ざり合うことで、物をきれいにする物質が作られることに、彼らは驚きました。当時は魔法のようだったに違いありません。
とにかく、それが伝説です。石鹸の発見は、およそ5000年前、メソポタミア南部（現在のイラク）にあった古代都市バビロンにまで遡ります。
何世紀も経つにつれ、世界中の人々が汚れたものを洗うために石鹸を使うようになりました。1600年代には、石鹸はアメリカ植民地で一般的なもので、家庭で作られることもよくありました。1791年、フランスの化学者ニコラ・ルブランが 最初の石鹸製造法 の特許を取得しました。今日、世界では浴室用、台所用、洗濯用の石鹸に 年間約500億ドル が費やされています。
しかし、何十億もの人々が毎日石鹸を使っていますが、ほとんどの人は石鹸の仕組みを知りません。化学教授として、石鹸の科学的な仕組み、そしてお母さんに「洗って」と言われたら、なぜその言葉に従うべきなのかを説明できます。
きれいな水の化学
水（学名：一酸化二水素 dihydrogen monoxide）は、2つの水素原子と1つの酸素原子で構成されています。この分子は、地球上のすべての生命にとって不可欠です。
化学者は、水に引き寄せられる他の分子を親水性 (hydrophilic) 、つまり水を好む分子に分類します。親水性分子は水に溶けます。
ですから、石鹸を使わずに蛇口の流水で手を洗えば、肌に付着した親水性分子の多くが取り除かれるでしょう。
しかし、化学者が疎水性 (hydrophobic)、つまり水に弱い分子と呼ぶ別のカテゴリーの分子もあります。疎水性分子は水に溶けません。
油は疎水性物質の一例です。油と水が混ざらないことは、経験からご存知でしょう。ビネグレットドレッシングの瓶を振る様子を想像してみてください。油とその他の水分を含む成分は決して混ざり合いません。
ですから、ただ手を水に浸すだけでは、油やグリースといった水に弱い分子を取り除くことはできません。
ここで石鹸の出番です。
石鹸は複雑な分子で、水を好む性質と水を嫌う性質の両方を持っています。オタマジャクシのような形をした石鹸分子は、丸い頭と長い尾 を持っています。頭は親水性で、尾は疎水性です。この性質が 石鹸の滑りやすさ の理由の一つです。
また、石鹸に強力な洗浄力を与えているのもこの性質です。
顕微鏡で見る
石鹸と水で手を洗うと何が起こるのか、拡大して見てみましょう。
日中に触れた汚れが肌に蓄積して、手が汚れる様子を想像してみてください。食べ物の汚れ、外から持ち込んだ泥、あるいは汗や皮脂などが含まれているかもしれません。
これらの物質はすべて、分子レベルでは水を好む性質と水を嫌う性質のどちらかです。汚れは、その両方の性質が混ざり合ったものです。ほこりや死んだ皮膚細胞は 親水性、天然の油脂は 疎水性、そして環境中のゴミはどちらの性質も持ち合わせています。
水だけで手を洗うと、水に溶ける親水性の物質しか取り除けないため、多くの汚れが残ってしまいます。
しかし、石鹸を少し加えると、石鹸には親水性と疎水性の両方の性質があるため、状況は一変します。
石鹸分子が集まって手についた汚れを包み込み、ミセル構造 (a micelle structure) と呼ばれる構造を形成します。分子レベルでは、疎水性の汚れを包み込む泡のように見えます。石鹸分子の親水性の頭側は表面に、疎水性の尾側はミセルの中にあります。この構造が汚れを閉じ込め、流水で洗い流すことができます。
効果を最大限に得るには、洗面台で 少なくとも20秒間 手を洗いましょう。両手をこすり合わせることで、石鹸分子が汚れに浸透し、分解して包み込むようになります。
汚れだけじゃない
汚れだけでなく、私たちの体は細菌、ウイルス、真菌といった 微生物に覆われて います。ほとんどは無害で、中には病気から守ってくれるものもあります。しかし、病原体と呼ばれる微生物の中には、病気や疾患を引き起こす ものもあります。
Whether liquid or bar, soap gets the job done. velvelvel/iStock via Getty Images Plus：液体でも固形でも、石鹸は効果を発揮します。velvelvel/iStock via Getty Images Plus
また、しばらくお風呂に入っていないと、体臭の原因になることもあります。これらの細菌は有機分子を分解し、悪臭を放ちます。
微生物は 膜と呼ばれる バリアで守られていますが、石鹸と水はこの膜を破壊し、微生物を破裂させてしまいます。そして、水が微生物の残骸と悪臭を洗い流してしまうのです。
石鹸が文明の進路を変えたと言っても過言ではありません。何千年もの間、石鹸は何十億もの人々の健康維持に役立ってきました。次にお父さんかお母さんに食器を洗うように言われたとき、おそらく近いうちにそのことを思い出してください。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4kids の翻訳責任で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
