微量金属作用、金属のもつ殺菌作用〔気になる言葉〕

銅製ポットケトル

銅にはさまざまな殺菌効果が知られていて、日常でもその性質が活用されています。

  • 銅製のシンクバスケット(排水口のゴミ受け)や三角コーナーを使うとヌメリが抑えられる
  • 銅(十円玉)を靴に入れておくと匂いが取れる
  • 銅製ドアノブは抗菌効果に優れる
  • 池や水たまりに銅を入れておくとボウフラが湧かなくなる

こういった抗菌・殺菌・除菌効果をもたらす金属の効用を微量金属作用といいます。

銅製品や銀、真鍮の抗菌効果がよく知られていますが、それ以外にも抗菌・殺菌作用のある金属は多数あります。

銀、白金、金、銅、鉛、水銀、バリウムなどなど。また、銅と亜鉛の合金である真鍮も抗菌効果が知られています。

銅が抗菌目的に用いられる理由は、物質としての安定性やその性質や価格の手頃さからのようです。考えてみると銀イオンの配合された脇用スプレーなど、銅以外の抗菌アイテムは探せば意外とあります。

微量金属作用の発見と原理

微量金属作用は1893年にスイスの植物学者カール・ネーゲリ(カール・ヴィルヘルム・フォン・ネーゲリ Karl Wilhelm von Nägeli)によって発見されました。

ネーゲリは当時は検出できないほど微量の銅イオンが、アオミドロ(藻)を枯らしたことに気がついたのだそうです。

ネーゲリは1891年に亡くなっているため、研究結果が発表されたのが1893年ということだと思われます。

銅にはレジオネラ菌やMARS、O-157などにも効果があるなど、強力な殺菌効果があります。こういった殺菌作用を示す微量金属作用は、タンパク質や酵素に対して作用すると考えられています。

しかしそのメカニズムははっきりとは分かっていません。

例えば日本銅センターでは、二通りの説明がなされています。

銅イオンによる細菌や微生物へのへの影響

詳しいメカニズムはわかっていませんが、人や動物が中毒症状を起こすのと同じで、細菌や微生物の中に許容量を超えて溜まった銅イオンが、さまざまな酵素の働きを邪魔するようです。

銅がもつ微量金属作用とは何?(Copperbook日本銅センター)

一方日本銅センターのサイトでは、OH(ヒドラオキシラジカル)が発生して、その酸化作用が殺菌力に繋がっているとしています。

Cu→Cu+→Cu2+に伴い、H2O→H2O2→OH・+OH-ヒドラオキシラジカルが強い殺菌力を発揮するというのが当該メカニズムとして使われています。

抗菌・殺菌について(日本銅センター)

OH(ヒドロキシラジカル)
プラズマクラスターでも用いられている殺菌作用のある電子的に不安定な状態の分子。他の物質から電子を奪い取る力が強く、タンパク質などから電子を奪って分子構造を破壊し、自らは安定した分子になる

実際の利用

抗菌作用を期待した家庭向け銅製品として、台所や風呂などの水回りの器具によく使われています。これは雑菌が繁殖しやすいところでの殺菌に極めて高い効果があるからです。

十円玉を三角コーナーや排水口のキャッチャーに入れておくとヌメリが減るのはすぐに実感できます。

また、花瓶などに十円玉を入れておくと、水が腐らないので長持ちします。

池や水たまりなど、流れが少ないところに入れておくと、ボウフラや藻が発生しないことが分かっています。この場合は銅もそれなりの量が必要になるので、ある程度計算して用いる必要があります。

変わったところでは、銅繊維入りの靴下があります。これは臭いの元となる雑菌を抑えたり、水虫を予防できます。確かに水虫対策にはうってつけです。

植物や魚類は銅に弱いこともあるので、利用には注意が必要なこともあります。

金属臭の理由

金属は基本的に無臭です。銅をピカピカにして鼻を近づけても何も臭ってきません。

しかし指などで触ると、とたんに「銅」臭くなる。この現象について説明しているサイトがありました。

どんな反応が起きているのか、しかとは分からぬが、比較的分子量の小さいものが生成するのであろう。そうでなければ臭いにくいはずだ。おそらく、皮脂の中に含まれる脂肪酸の二重結合が切れる反応が起こっているのではないかと思う。

金属は単体でも、酸化物でも触媒になりうるであろう。鉄工所に行くと鉄と切削油との反応で独特の臭いがする。これはどの鉄工所も同じ臭いである。

金属の臭い?(プラグマティックな化学)

このあたりのメカニズムが分かると面白そうですね。

原理はわからないけれど間違いなく役に立つ

微量金属作用の原理は分からないけど、銅の抗菌効果は確かにすごいです。

毒性の強い重金属、例えば水銀や鉛などは微生物にも効きそうなのは分かりますが、毒性の少ない少量の銅にこれだけの殺菌効果があるのは不思議な気がしますね。

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