荷花荷葉向來(lái)被古代文人所喜愛(ài),正因?yàn)樗?ldquo;出淤泥而不染”的品質(zhì)。那么,你又沒(méi)有想過(guò),為什么荷花荷葉會(huì)不沾水呢?或許你會(huì)以為荷葉的表面非常光滑才會(huì)滴水不沾,然而,當(dāng)你仔細(xì)觸摸荷葉,會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)荷葉表面并不光滑且糙感明顯,但為何粗糙的表面卻不滯留污垢呢?今天我們就來(lái)解開(kāi)荷葉不沾水的秘密。
什么是荷葉自潔效應(yīng)在下雨天,我們經(jīng)常會(huì)看到,當(dāng)雨水打在荷葉上,雨水會(huì)在荷葉上形成一個(gè)個(gè)自由滾動(dòng)的水珠,這說(shuō)明荷葉葉面具有極強(qiáng)的疏水性,灑在葉面上的水會(huì)自動(dòng)聚集成水珠,而滾落的水珠會(huì)把落在葉面上的塵土污泥吸附帶走,這樣就會(huì)使葉面始終保持干凈,這就是著名的”荷葉自潔效應(yīng)”。
荷葉的自潔效應(yīng)的奧秘于上世紀(jì)九十年代初被兩位德國(guó)科學(xué)家揭開(kāi)了。經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)期觀察研究,他們發(fā)現(xiàn)荷葉的自潔效應(yīng)與其表面的微觀結(jié)構(gòu)有重大關(guān)聯(lián)。原來(lái)在荷葉葉面上存在著非常復(fù)雜的多重納米和微米級(jí)的超微結(jié)構(gòu)。在超高分辨率顯微鏡下可以清晰看到,荷葉表面上有許多微小的乳突。乳突的平均大小約為10微米,平均間距約12微米。而每個(gè)乳突由許多直徑為200納米左右的突起組成的。
打個(gè)比方,電鏡下的荷葉葉面上仿佛布滿著一個(gè)挨一個(gè)隆起的“小山包”,它上面長(zhǎng)滿絨毛,在“小山包”頂又長(zhǎng)出一個(gè)饅頭狀的“碉堡”凸頂,仿佛一只只觸角保護(hù)著葉面,使得尺寸比它大的東西根本無(wú)法靠近葉面。
荷葉自潔效應(yīng)的原理這種乳突狀結(jié)構(gòu)的存在使得在”山包”間的凹陷部份充滿著空氣,這樣就在緊貼葉面上形成一層極薄,達(dá)到納米級(jí)厚度的空氣層。這就使得在尺寸遠(yuǎn)大于這種結(jié)構(gòu)的灰塵、雨水等降落在葉面上后,隔著一層極薄的空氣,只能與葉面上的”山包”凸起點(diǎn)接觸到。雨點(diǎn)在自身的表面張力作用下形成球狀,水球在滾動(dòng)中吸附灰塵,并滾出葉面,這就是”荷葉效應(yīng)”能自潔葉面的奧妙所在。
荷葉的自潔特性具有極大的研究?jī)r(jià)值,這種超級(jí)疏水自潔功能引起了科學(xué)家的濃厚興趣,從而大大促進(jìn)了仿生學(xué)的研究以及荷葉表面結(jié)構(gòu)模擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
研究表明,這種具有自潔效應(yīng)的表面超微納米結(jié)構(gòu)形貌,不僅存在于荷葉中,也普遍存在于其它植物,另外一些動(dòng)物的皮毛中也存在類似這種結(jié)構(gòu)和原理。其實(shí)植物葉面的這種復(fù)雜的超微納米結(jié)構(gòu),不僅有利于自潔,還有利于防止對(duì)大量漂浮在大氣中的各種有害的細(xì)菌和真菌對(duì)植物的侵害。
總結(jié):看完本文是不是覺(jué)得耳目一新了呢?其實(shí)在我們身邊動(dòng)植物,擁有的本領(lǐng)有很多值得我們?nèi)祟惾W(xué)習(xí)并有得到效利用。只要仔細(xì)觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)不一樣的世界。