被子被太阳暴晒之后,闻上去有一股香香的味道,背后的科学原理是什么?

2024 年 8 月至今,成都已经持续了一个多月的高温天气,整个城市就像一个巨大的蒸笼。

在这种闷热的天气里,或许唯一的好处,就只剩可以痛痛快快晒被子了。

知乎社区有一个提问:晒被子后有太阳味的原因是什么?

普通人可能下意识的认为,被子在阳光下晒过之后散发出的太阳味,是来自螨虫尸体被烤焦后散发出的气味。

来自知乎答主 Genebox 基因宝的回复:

烤焦螨虫的气味类似于蛋白质焦化后的焦臭味,与太阳味差远了。

室外晒干后的毛巾散发出大量含 5~9 个碳原子的醛,酮,羧酸等有机化合物,这些化合物在室外阴干和室内晾干条件下均未发现。这些化合物中许多都有令人愉悦的气味,还会与棉纤维之间形成氢键,从而保持长时间的宜人气味,因此干燥衣物表面上的化合物发生光化学作用,是产生新鲜气味的原因。

根据基因宝答主的以上回复,我又到网络上查找了一些资料,学习了这个话题的一些背景知识。

阳光的力量:光化学反应

阳光是这一现象的核心。阳光不仅仅是温暖的能量来源,它还含有紫外线,这些紫外线可以激发化学反应,使原本无气味或仅有轻微气味的物质发生分解或重新组合,形成新的化合物。

在毛巾、棉被等纤维材料上,紫外线使纤维表面附着的化学物质,例如氨基酸和蛋白质,发生分解,产生新的挥发性化合物。

这些挥发性化合物,包含由 5~9 个碳原子组成的醛、酮、羧酸等有机化合物。


这些化合物的气味与太阳味非常类似,即使低浓度下的气味也十分宜人。

比如二甲基丙醛,这种化合物就经常被应用在香水制作的工艺里。其分子式为 (CH3)2CHCHO,与正丁醛为同分异构体。二甲基丙醛可以通过适当的化学修饰,形成具有香气的分子结构,并被用于制造各种香水、洗涤剂和个人护理产品中的香味成分。

另一种散发宜人气味的化合物是羧酸,羧酸和醇类合成的酯类化合物,是香料产业中很重要的一大类。

羧酸是带有羧基(-COOH)的有机酸。

持久的香气:氢键的作用

大家或许都有这样的体会:阳光晒过的毛巾、衣物,即使在几个小时或几天后,仍然能够保留太阳的味道。这是因为上面提到的很多香气分子,会与棉被和衣物的纤维表面的分子形成氢键,这是一种较弱的分子间相互作用力。

氢键是两极分子之间的一种弱相互作用,通常发生在一个氢原子与两个电负性较高的原子之间。最常见的参与氢键的电负性原子是氟(F)、氧(O)和氮(N)。这些原子由于具有较高的电负性,容易吸引电子,从而使与它们结合的氢原子带有部分正电荷。氢原子则可以通过其部分正电荷与另一个电负性原子的孤对电子形成一种相互作用,这种作用就是氢键。

用更具体的术语来解释,氢键的形成条件主要包括两个方面:

  1. 氢原子必须与一个高电负性的原子(如氧、氮或氟)直接共价键结合。
  2. 另一个电负性高的原子通过孤对电子与这个氢原子产生相互吸引。

这种键并不是真正意义上的共价键或离子键,因为它的强度远小于这些键。然而,氢键比一般的范德华力要强许多,足以显著影响分子的物理和化学性质。

简而言之,氢键能够锁住香气分子,使它们不立即挥发,而是慢慢地释放,从而延长了香气的存在时间。

在棉织物中,纤维的表面有很多羟基(OH)基团,这些基团能够与香气分子中的氧原子或氢原子形成氢键。正因为如此,即使我们将衣物收回室内,这些芳香分子也不会迅速消失,而是逐渐释放出来,让衣物长时间保持宜人的气味。

下图是两个乙酸(含一个羧基)分子通过氢键连接形成的二聚体的示意图。

了解了这些知识,以后晒被子也晒得明明白白了。

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