荷叶为什么不沾水?

荷叶表面附着无数微米大小的蜡质乳突结构,每个微米大小的乳突表面附着许多与其结构相似的纳米级颗粒,科学家称之为荷叶的微纳双重结构。正是这些微小的双重结构,使得荷叶表面与水滴或灰尘的接触面积非常有限,于是产生了水滴在叶面上滚动并能带走灰尘的现象,荷叶表面没有留下水。

荷花和荷叶因其“出淤泥而不染”的品质,一直受到文人墨客的喜爱。那么为什么荷叶的表面不会粘泥或者水呢?先说荷叶为什么不沾水。

01经过两位德国科学家的长期观察和研究,荷叶表面的奥秘终于在90年代初被揭开。荷叶的自洁效果与荷叶的表面微观结构有关。原来荷叶的叶面上有非常复杂的多重纳米、微米尺度的超微结构。

比如在电子显微镜下,荷叶表面好像布满了凸起,上面布满了绒毛。在突起的顶端,有一个馒头状的突起,仿佛触手保护着叶面,让任何比它大的东西都无法靠近叶面。这种乳白色结构的存在,使得凸点之间的凹陷部分充满了空气,所以离它很近。这使得灰尘、雨水等。,体积比这种结构大得多,降落到叶面后只通过一层很薄的空气与叶面上“山包”的凸顶接触。雨滴在自身表面张力的作用下形成一个球,水球在滚动中吸附灰尘,滚离叶面,这就是能自我清洁叶面的“荷叶效应”的秘密。

研究表明,这种具有自清洁作用的表面超纳米结构不仅存在于荷叶中,还存在于其他植物中,也存在于其他动物的皮毛中。事实上,植物叶片这种复杂的超微纳米结构不仅有利于自我清洁,还有利于防止大量漂浮在大气中的有害细菌和真菌入侵植物。此外,更重要的是,为了提高叶面吸收阳光的效率,进而提高叶片叶绿体的光合作用。

模仿荷叶的自清洁功能,可应用于表面纳米结构技术,可开发自清洁防污纳米涂料。一些纳米涂层渗透有二氧化钛。在衣服的纤维中加入二氧化钛等纳米粒子,可以让普通的衣服变得防震、除臭、杀菌,最重要的是,还能自洁。由于气候湿热,在海岛气候的地区更需要这种东西。

在这个大自然的小圈子里,有很大的惊喜。为了获得更多的知识,有很多东西可以尝试去接近和感受。我们最早了解到自然界中的许多生物早在人类科技进步之前就有了微观结构,从厘米到毫米,甚至到微米和纳米,我们在荷叶上发现了纳米级的精细结构。这种微小的突起使得水滴很难吸附在荷叶上。当叶面倾斜到一定角度时,水滴会沿着叶面滑下,带走上面的污染物,从而达到自洁的效果。这一特性也适用于玻璃。比如纳米处理的玻璃本身就有自清洁的效果,可以应用在战斗机的雷达上。最近很多厂家也用纳米技术来处理涂层,涂上这种涂层的物体也会有自洁效果。当这项技术普及后,世界也将改变。没有灰尘的地板、墙壁、无线电用品会不断出现,人类的生活会更加进步。