[文章]抗污又環保
讓碳鏈短一些，可以使抗污劑對環境的傷害更少。
經過抗污劑處理的地毯和衣物，清理起來既簡單又方便，這都得歸功於
含氟界面活性劑（fluorosurfactant）；此類物質還可以添加在油漆和亮光劑裡。
然而要享受好處就必須付出代價，這類界面活性劑的製造過程會產生
污染環境的化學物質，其中全氟辛酸（PFOA）是含氟界面活性劑最常見的分解產物，
因而特別引人關注。
2005年7月，美國環保署的科學諮詢委員會建議將之列為「可能的」致癌物質，
加拿大也已禁止使用可能分解出PFOA的某些化合物，以免污染環境。
不過，科學家現正努力改造含氟界面活性劑的化學結構，不但要保有原本的功效，
也希望比較安全無害，不會在環境中累積。
含氟界面活性劑的基本結構是碳原子形成的長鏈，周圍環繞許多氟原子。
碳鏈越長、越堅固，抗污效果就越好，因為這樣一來，
分子表面就有很多的碳–氟分子（此即發揮抗污作用的區域），
也可以讓大半碳鏈深埋在塗佈的基體裡。含氟界面活性劑最大的用途
便是添加在抗污劑裡，此時分子全都緊緊排列在一起，
於是所有的末稍形成一層看不見的防護罩。然而，分子鏈的長度也正是環境問題的根源。
所謂的長鏈含氟界面活性劑是指八個碳原子排成一列（C8），
會比碳鏈較短的類似化合物更容易進入生物體內，而且會分解形成PFOA。
PFOA和其他相關的長鏈含氟化合物會附著在血液裡的蛋白質，
假裝成消化酸分子。加拿大艾德蒙頓市的亞伯達大學環境毒物專家
馬丁（Jonathan Martin）說，結果這種分子就變得很難消滅掉。
多倫多大學化學家馬伯利（Scott Mabury）致力研究含氟界面活性劑
對環境的影響，成果頗豐。如果要解決這個問題，他認為最好的方法
是把碳–氟鏈縮短，降低化合物在生物體內的活性。
明尼蘇達礦業與製造公司（3M）早在2001年便著手更改思高潔（Scotchgard）的成份，
他們確實也採取這種策略，然而由C8改成C4之後，功效也打了折扣，
於是3M和其他公司繼續尋找更有效的解決辦法。
美國俄亥俄州費朗市的歐諾瓦解決方案公司（Omnova Solutions)
也準備把亮光劑和油漆裡添加的長鏈含氟界面活性劑取代掉，
他們取得了一些化合物的專利。這種聚合物的骨幹又長又有彈性，
周圍接滿了碳–氟短鏈（C1和C2）；骨幹的彈性使這些短鏈可以碰觸到
物質表面，因此效果跟傳統的亮光劑或亮光蠟比起來有過之而無不及。
經過測試，這些化合物不會累積在魚類體內，也不會在廢水處理過程中遭到分解，
以往含氟界面活性劑便是在廢水處理過程分解出長鏈化合物。
如今，歐諾瓦的含氟界面活性劑已加進工業用的亮光劑和油漆，
使這些產品用起來更方便；也可以加進防塗鴉的塗料裡，使顏料很難畫上去。
另一方面，化學家仍繼續挑戰「短鏈抗污劑」這個艱苦的任務，
目前也有一些進展了。美國北卡羅萊納大學教堂山分校的研究人員
便找到一種新的短鏈抗污劑，2005年8月已在美國化學學會的會議上發表，
並打算申請專利。他們的方法是加進額外的碳氫基，強化C4碳鏈的結構，
使之不易斷裂。但這類做法應該只動到短鏈含氟界面活性劑的表面，
不影響其作用效果。
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【本文轉載自科學人2006年2月號】
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