浸不透的荷叶,立不住的水珠

时间:2022-09-23 09:53:48

“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头。”淘气看到蜻蜓,追了过去,只见小东西翩跹地打了个转,悠闲地立在了荷叶上面,似乎在说:“来捉我啊,来捉我!”淘气受到了挑衅,马上举起手中的水枪射向蜻蜓,蜻蜓好像看穿了他的想法,立马就飞走了。水珠一连串地打在荷叶上,先是聚成了水珠,一阵风吹过,水珠随着叶子晃了几晃滑落了。“咦,为什么水珠不能像蜻蜓一样立在荷叶上面呢?”淘气想了想又举起了水枪,一阵射击后,叶面仍是干干净净,别说是水珠,连灰尘都看不到。

出淤泥而不染――荷叶自清洁

水滴落在荷叶上就会形成圆滚滚的水珠,荷叶并没有被浸润,荷叶还不沾泥土和灰尘。这一现象古人早已发现――不少文人都曾赞美莲“出淤泥而不染”,不过这一原因却直到20世纪70年代,才被德国波恩大学的植物学家巴特洛特找到。原来,荷叶具有自我清洁的功能是因为表面特殊的结构。

想要观察荷叶的结构,得先准备一台电子显微镜。把叶片放置在显微镜下,可以观察到叶面复杂的多重纳米和纳米级的超微结构:荷叶的上表面分布着非常多微小的乳突,大小为6~8微米,高度为11~13微米,小乳突之间距离约20微米;小乳突之中还分布着一些较大的乳突,是由6~13微米的小突起聚在一起形成的,大小约50微米。这些大小不一的乳突和突起就像一个个“小山包”,这些空气就被“关到”水与固体表面之间。这时候,水珠的大部分是和空气接触的,与固体直接接触的面积反而小了。水滴在自身表面张力的作用下能形成球状体,水球滚动时顺带着吸附灰尘一起滑落,达到自我清洁的效果。

其实,这种有自洁效果的超微纳米结构不仅存在于荷叶中,还存在于芋头、芭蕉等植物的叶片中。动物中也有类似结构,比如海豚、鲨鱼的皮肤等。研究表明,这种精细的超微纳米结构,除了利于自洁,还有助于防止大气中有害的细菌和真菌对植物的侵害。

仿生荷叶服

能够不沾水、不沾灰,这么强大的自洁本领,是不是很让人心动?如果应用到服装上呢?有没有这么一件衣服,即使在上面泼杯水,也不会被浸透,水珠还会自动滑落?你是不是很想来一件?

这还真不是骗人的,澳大利亚墨尔本一家服装技术品牌公司设计制作出的“骑士”(The Cavalier) 白色T恤衫就具有防水自净功能。T恤采用了一种全新的布料,该布料就是由疏水的纳米技术编织成的。据这家公司称,他们所做的就是模拟了荷叶的自然疏水属性。尽管衣服材质是100%棉,但却能防止大部分液体和污渍的侵入:往衣服上泼水,衣服仍然干爽;往上面泼可乐或其他в醒丈的饮料,液体也会形成珠子滚落下来。

开动脑筋想一想,如果给汽车穿上这么一层“荷叶衣服”呢?是不是洗车店也得停业了?

美国Ultra-Ever Dry和日本尼桑还真尝试过,它们把自清洁技术应用到了汽车上。这种利用纳米技术的疏水疏油的涂层名为“Ultra-Ever Dry”,翻译过来是“超级干”。尼桑公司把这种材料涂在汽车表面,汽车因此也具有了自洁功能。

据说,美国国家航空航天局(NASA)也在研究这一技术,它们是想降低空间站中的灰尘对器械正常运作的影响。相信在未来,这种材料会有更多的应用,无论是在亲民的服装业、餐饮业,还是高大上的航空航天界,都会施展魔力。

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