“荷葉效應”揭秘
| “荷葉效應”揭秘 |
| 文章來源：華南植物園 | 發布時間：2012-07-10 | 【字号：】 |
| “江南可采蓮，蓮葉何田田”（江南·漢樂府）。炎炎夏日，最是那一池田田碧水夏荷讓人們流連忘返，沁人心脾。從古至今，荷花就備受世人的喜愛，也留下了許多脍炙人口的著名詩篇，當中“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”的詩句描繪了荷花潔身自愛的高貴品質。 衆所周知，水滴落在荷葉上會形成近似圓球形的白色透明水珠滾來滾去而不浸潤在荷葉上，“大珠小珠落玉盤”，别有一番情緻。可是荷葉不沾水的奧秘是什麼呢？為探究這種現象背後真實的原因，筆者經過采集荷葉樣品、脫水幹燥等方法處理，用掃描電子顯微鏡對荷葉表面進行了微觀形态觀察，終于揭開了這個奧秘的神秘面紗。 原來，在荷葉的上表面布滿非常多微小的乳突，乳突的平均大小約為6-8微米，平均高度約為11-13微米，平均間距約19-21微米。在這些微小乳突之中還分布有一些較大的乳突，平均大小約為53-57微米，它們也是由6-13微米大小的微型突起聚在一起構成。乳突的頂端均呈扁平狀且中央略微凹陷。這種乳突結構用肉眼以及普通顯微鏡是很難察覺的，通常被稱作多重納米和微米級的超微結構。這些大大小小的乳突和突起在荷葉表面上猶如一個挨一個隆起的“小山包”，“小山包”之間的凹陷部分充滿空氣，這樣就在緊貼葉面上形成一層極薄，隻有納米級厚的空氣層。水滴最小直徑為1-2毫米（1毫米=1000微米），這相比荷葉表面上的乳突要大得多，因此雨水落到葉面上後，隔着一層極薄的空氣，隻能同葉面上“小山包”的頂端形成幾個點的接觸，從而不能浸潤到荷葉表面上。水滴在自身的表面張力作用下形成球狀體，水球在滾動中吸附灰塵，并滾出葉面，從而達到清潔葉面的效果。這種自潔葉面的現象被稱作“荷葉效應”。 研究表明，這種具有自潔效應的表面超微納米結構形貌，不僅存在于荷葉中，也普遍存在于其它植物中。某些動物的皮毛中也存在這種結構。這種精細的超微納米結構，不僅有利于自潔，還有利于防止對大量漂浮在大氣中的各種有害的細菌和真菌對植物的侵害。 當今，仿生荷葉的技術已經滲透到了紡織、化工等諸多社會行業，很多企業開發了一些仿荷葉的納米材料和産品，例如，荷葉織物、荷葉防水漆、荷葉防水玻璃等。可以預見，将來會有越來越多的“荷葉效應”産品出現，更好地改善人們的生活。 荷葉表面上的水珠 荷葉表面的乳突 荷葉表面乳突頂端 荷葉表面乳突的側面照 |
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