表面活性
荷叶上溅了水滴，水滴成为小球在荷叶上滚来滚去。水银洒在地上，立即分散成小球滚来滚去，孩子们吹出的肥皂泡也是一个小小气球，这是为什么呢？
一种液体与其他液体接触时，液体内部分子受到的作用力与液体表层分子受到的作用力不相等。例如，液体与空气接触时，液体内部分子对液体表层分子的吸引力大于空气对液体表面的吸引力。因此，液体的表面就产生向内聚集成球形的现象。液体保持这种现象的力称为表面张力。两种互不相溶的液体之间（如油和水）、液体和固体、液体和气体之间都有这种张力，总称为界面张力。凡是能改变（通常是降低）液体表面张力的物质称为表面活性剂。不同体系表面张力大小不同。水银和空气体系表面张力大约是水和空气体系的4倍，而水和空气体系的表面张力又是苯和空气体系的2.5倍。表面活性剂是有机化合物，它们之所以能够具有降低表面张力的性质——表面活性，是因为它们的分子中具有两种不同性质的基团：一种是不溶于水、可溶于油的，称为亲油基或疏水基（憎水基）；另一种是可溶于水、不溶于油的，称为亲水基。表面活性剂分子示意图油和水本来互不相溶，放在一个杯子里会自动分开成为油层和水层，有一个明显的界面。即使用力搅拌使其混合，只能暂时分散开。在放置时又会恢复成为油水两层。要使油滴均匀分散在水中，而且能长期保持稳定，就需要表面活性剂帮忙。表面活性剂有亲油和亲水两种基团，所以能分布在水和油的界面上。亲油基一端溶入油中，亲水基一端溶入水中，在油水之间定向排列成一个分子层，降低了水和油之间的界面张力，油和水之间就能稳定地相互融合了。经过搅拌，增大了油水接触面积，油还是以微小珠滴稳定地分散于水中。尤其是在油少、表面活性剂多的情况下，油的珠滴会变得更小，以致用肉眼看不见，溶液变为透明。
历史悠久的肥皂
人类最早发现并使用的表面活性剂是肥皂。人类最早发现并使用肥皂是在公元前2500年。居住在底格里斯河和幼发底河之间的苏美尔人把木灰和油脂混合加热，制造了最初的肥皂，他们用这种肥皂洗涤羊毛服装，也用于医疗。公元前2200年的一个药剂师就曾记下了含有特殊添加剂的肥皂配方以及如何治病。后来，高卢人和日耳曼人利用膏状或固体的山羊脂与一种木灰作成润发脂。公元2世纪就有了肥皂制造业，罗马人用肥皂医疗，也用于除去身体和服装上的污垢。用生石灰作为碱性物质代替木灰是阿拉伯人的功劳，也是制皂业的一大进步。地中海国家种植橄榄树和芳香植物，提供了油脂和使肥皂具有香味的芳香油。18世纪下半叶，由于对油脂结构的认识、制碱工艺的开发以及植物油的大量生产，使制皂得以工业化。
肥皂的主要成分是长链脂肪酸钠盐或钾盐。现在是以油脂与碱（氢氧化钠或氢氧化钾）的水溶液共同加热制造的。在这一过程中油脂水解，生成了长链脂肪酸盐，即肥皂的主要成分，所以这一过程也称为皂化。
肥皂为什么能去污呢？肥皂分子有一个长链的烃基。在水中，肥皂分子的亲油烃基部分互相靠近，向内聚集，亲水的羧基向外伸入到水中形成胶束。胶束的外表面是羧基负离子，带有负电荷，负电荷之间的排斥作用使胶束在水中一个一个地保持分散状态。
水不能洗去不溶于水的油污，但加入肥皂后，肥皂分子形成的胶束内部是亲油的烃基，它们可以伸入到小油滴中。肥皂分子的亲水基——羧基负离子向外伸入水中，形成了包着油的胶束，这些包着油的胶束可以分散在水中被洗去。
洗衣服时还要揉搓和震荡，这是因为油污被肥皂和水团团包围之后，它们与衣服纤维间的附着力就减小了。揉搓、震荡与搅动在肥皂液中掺入了空气，产生大量泡沫。这样一方面增大了接触面积，又因为表面张力使肥皂泡有收缩的力量，衣物上的油污就容易脱离织物，在漂洗时被水带走。
平常所用的肥皂都是硬的，主要成分是钠盐、如果用优质油脂如椰子油、橄榄油等，还可以作成透明皂，有时还要加一些甘油、酒精等。软肥皂、液体肥皂的主要成分是钾盐、铵盐等。
肥皂虽然能去除油污，但是如果用硬水洗涤就不行了。因为硬水中有钙盐和镁盐，会形成不溶于水的钙肥皂和镁肥皂，失去了去除油污的能力。这时不仅耗费肥皂，起的泡沫还会生成漂浮在水面上的皂垢。这些不溶于水的钙、镁肥皂，渗在织物中，日子一长，织物就会发硬、发脆，色泽变暗。
合成洗涤剂
肥皂是最早使用的洗涤剂。为了克服肥皂的缺点，开发比肥皂效果更好的洗涤剂，人们模仿肥皂去油污的基本要求，合成出一些新的洗涤剂。其中发明最早、用量最大的是烷基苯磺酸钠。它也有一个亲油基团，一个亲水基团，这与肥皂一样，达到了洗垢的基本要求。它的钙盐和镁盐又可溶于水，在硬水中也可以使用，克服了肥皂的缺点。除此之外，这种洗涤剂的优势还在于它的原料不依赖天然油脂，而是石油化工产品苯、烯烃等。所以，合成洗涤剂逐渐取代肥皂的地位，后来者居上。1960年肥皂在世界洗涤品中的比重为63％，到1982年就下降到29％。不过需要说明，烷基苯磺酸盐对油脂类的污垢有很强的去除能力（脱脂力）。但是对于人体来说，脱脂力过强，容易损伤皮肤和毛发，所以不适于清洁人体。
通常的洗衣粉中，起去除油污作用的烷基苯磺酸盐占10％～30％，还要配合其他的辅料，主要是一种三聚磷酸钠，占15％～25％。它具有双重功能，一方面可以减少烷基苯磺酸盐的使用量，另一方面它可以增加去污力。表面活性剂主要在水溶液中应用，所以一般按亲水基团的种类加以分类。像肥皂、烷基苯磺酸盐这些物质在水溶液中会生成带负电荷的阴离子，是表面活性的载体。它们都属于阴离子表面活性剂。
近年来洗涤剂家族不断繁荣壮大，在原有的基础上添加了一些组分，增加了新功能，拓展了应用范围。例如，在生物工程的基础上制造出分解脂肪的酶、去除血迹的酶以及其他酶，与表面活性剂共用，于是加酶洗涤剂面世了。近年来消毒洗涤剂又风行起来，一些表面活性剂、助剂，再加上一些消毒剂复配，得到成百上千种消毒洗涤剂。在这类洗消液中，表面活性剂起着重要的作用。研究发现，一般条件下细菌的生物膜很难溶解，但阴离子表面活性剂是生物膜有效的溶解剂。还有实验表明，阴离子表面活性剂对DNA酶有很强的抑制作用。有人曾用一种含有阴离子表面活性剂的洗涤液对完整的乙肝病毒作用5～10分钟，在电子显微镜下观察，病毒颗粒已完全崩解，其内含的DNA酶已失去活性。
“绿色”洗涤剂
家用洗涤用品如洗衣粉、洗涤剂，给人们的生活带来了许多方便，为世界带来卫生、洁净和文明。但是，任何事物都有双重性，洗涤剂用品的潜在危险因素，也将严重危害人类的生存环境和健康。
目前，我国生产的合成洗涤剂都含有磷，每年生产的合成洗涤剂近300万吨，按照标准计算，每年将有大约50万吨磷酸盐排入江河湖海。磷是水体污染的主要成分，它为水生植物提供了肥料，会使它们迅速大量繁殖，消耗水中溶解的氧气，降低水中溶解氧的含量，破坏水中的生态平衡，鱼虾等难以存活。近年来频繁出现的沿海水域的赤潮，就与这类污染有关。目前，我国一些江河湖海中磷的含量已大大超过了我国环境保护法规所规定的标准，有的地区县甚至超过了几百倍。
发达国家对这一污染问题在20世纪80年代就采取了措施，提出洗涤剂无磷化。制定了相应的法规，对洗涤剂的磷含量进行限制，甚至禁用。加拿大、瑞典、日本等国法规最严格，无磷化达到100％。我国在20世纪80年代初，无磷洗涤剂还没有问世。但是随着人们环保意识的增强，对无污染洗涤剂的要求也越来越迫切。无磷、高效洗涤用品的开发和研制逐渐开展起来，1995年5月，我国第一部无磷洗涤剂的行业标准诞生。当年，无磷洗涤剂的产量就达到5万吨，有些产品获得奖励。保护健康、保护环境、发展更适合人类生存需要的洗涤用品已经成为一种大趋势。21世纪中国将大力发展“绿色”洗涤剂。
目前流行的一些洗涤用品，不仅存在磷对环境造成污染的问题，还可能给人体带来危害，这是指一些洗涤用品中含有荧光剂。洗涤剂中有时加有荧光增白剂，这是一种在吸收可见光或紫外线以后发出蓝白色光的化学染料。在工业上可用于纺织、塑料和油漆，如用于针织品，特别是儿童服装，因色彩鲜艳，受到欢迎。但是，它对儿童皮肤刺激较大，轻则浑身发痒，过量接触则损害健康。
1996年曾有报道，一家工厂在加工白色尼龙织物时。在短期内有1／4的工人发生接触性皮炎等疾病。经职业病专家研究确认，致病的原因就是白色尼龙织物中的荧光增白剂。
在日常生活中，人们使用的洗衣粉、清洁剂中，有些也含有荧光增白剂。有研究表明，育龄妇女不应过多使用和接触各类洗涤剂，因为其中荧光增白剂等成分有可能导致不孕症。
工业洗涤剂
在日常生活中人们用洗涤剂洗涤衣服等要消耗大量洗涤剂。其实在工业生产中，许多领域也要涉及清洗过程，如金属、玻璃、陶瓷、塑料等表面必须清除油类及其他有机残留物。在食品工业中必须保持表面无菌和无残留物，是对清洁要求特别高的部门。与家庭清洗及洗衣不同，工业上通常使用清洗溶液，而且在较长时间内多次循环使用。在浸泡清洗时，脏物件较长时间浸没在清洗溶液内，有时还用泵吹入空气，产生搅动。在这种清洗过程中往往使用阴离子表面活性剂，如烷基苯磺酸盐、长链脂肪酸盐等。
纺织原料预处理时，要把纤维上夹带的杂质如油脂、蜡、果胶等加以清除，洗涤剂常用各种表面活性剂的混合物。肥皂、烷基苯磺酸盐等用量很大。
电镀工业对被镀物件表面要求很高，清洗污垢，油腻十分重要。加入一些特殊的表面活性剂还可以起到光亮效果，称为上光剂。
集成电路、半导体器件生产时，化学清洗也是至关重要的一道工序。
其他类型的表面活性剂