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エタノールの消毒効果について

100%アルコールは殺菌効果ナシ!? 70%が最強な理由

昨今のコロナウイルスで品薄になっている除菌用アルコール。
主な成分はエタノールと水です。
殺菌効果があるのはアルコールの1種であるエタノールですが、割合でいうと70%くらいで、残りは水です。
アルコール濃度が高いほど殺菌力が強そうな感じがしますが、なぜエタノールを100%にしないのでしょうか?
その前に...
そもそも、どうしてエタノールで殺菌ができるのでしょうか?
エタノールの分子には、片側に疎水基(油に混ざりやすい部分)、
反対側に親水基(水に混ざりやすい部分)がそれぞれあります。

これらは同じ性質のものと溶け合うのですが、菌の細胞膜は油の性質なので、
エタノール分子の疎水基が細胞膜を溶かして穴をあけます。
次々に襲い来るエタノール分子に細胞膜をぼろぼろにされ、菌は最終的に死にます。恐ろしいですね。
こんなに強力なエタノールですが、揮発性が高い物質です。
つまり、100%エタノールだけでは菌を殺しきる前に揮発してなくなってしまいます!
これでは意味がない!そこで登場する助っ人が水です。
水との強力タッグ
水は分子全体が親水基ですので、アルコールの疎水基とは反発し、親水基側にくっつく性質があります。
つまり、アルコールの親水基側に水分子がくっついて集まり、揮発しやすいエタノールを繋ぎとめることができるのです!
さらに、これによって菌の細胞を攻撃する疎水基がきれいに配列されます。
これは、適当に床にぶちまけられていただけだった画鋲の平たい面が全て床とくっつき、針が上を向いている状態です!恐怖!!
結局なぜ70%?
最後の最後でようやく本題です。水と組み合わせることで効果が強まることは先に述べた通りですが、
エタノールと水の分子が同じ数の時に全てがくっつき合うため、最も効率がいい状態になります。
つまり分子の数はエタノール:水が1:1の状態が理想的というわけです。
しかし、エタノール分子と水分子は、分子1個の重さが異なります。(エタノールの方が重い)
分子の比率を1:1にするには、重さにすると7:3になるため、エタノールの割合は70%にすれば、最も殺菌効果が高い黄金比が完成するというわけです!