荷葉為什么不沾水,荷葉不沾水是什么原理,什么原因造成的?
“小荷才露尖尖角”、“蓮出淤泥而不染,濯清漣而不妖”等等都是贊美荷花的詩句,那么你知道荷葉為什么不沾水嗎?想必很多人都是不知道的,既然如此就跟隨小編一起去看一下吧。
荷葉為什么不沾水,荷葉不沾水是什么原理,什么原因造成的?
經(jīng)過兩位德國科學家的長期觀察和研究,荷葉表面的奧秘終于在20世紀90年代初被揭開。荷葉的自潔效果與荷葉表面的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。結(jié)果表明,荷葉的葉表面存在非常復雜的多納米和微米尺度的超微結(jié)構(gòu)。
荷葉在放大一萬多倍的電子顯微鏡下看起來還是毛茸茸的,稻葉和水黽腿也有這個特點。
當液滴遇到粗糙的固體表面時,實際上從顯微鏡上看,液滴的一部分與固體表面的突出部分接觸,而另一部分與儲存在固體表面結(jié)構(gòu)的間隙和孔中的空氣接觸。根據(jù)普遍接受的凱西-巴克斯特模型,固體表面上液體和空氣之間的接觸面積越大,表面的疏水性越強。換句話說,疏水表面相當于吸收了一層薄薄的空氣膜,所以材料的浮力變大,在水中的阻力變小,耐臟,甚至界面阻力變大。因為水不會弄濕這些表面,水中的雜質(zhì)自然不會停留在表面,灰塵很容易被水帶走。耐腐蝕也是原則。——這些表面結(jié)構(gòu)儲存空氣,因此很難與溶液直接接觸,當然溶液更耐腐蝕。
研究表明,這種具有自清潔效果的表面超微納米結(jié)構(gòu)不僅存在于荷葉中,也存在于其他植物中,也存在于其他動物的毛皮中。事實上,植物葉片上這種復雜的超微納米結(jié)構(gòu)不僅有利于自我清潔,而且有利于防止大氣中漂浮的大量有害細菌和真菌對植物的危害。此外,更重要的是,為了提高葉片表面對太陽光的吸收效率,進而提高葉片表面葉綠體的光合作用。
超疏水表面材料是納米技術(shù)的研究熱點,最早的研究可以追溯到20世紀50年代。這方面的研究成果很多,制備超疏水表面的技術(shù)也多種多樣,如刻蝕,氧化、乳液聚合、氣相沉積、納米纖維生長的培養(yǎng)等,材料的疏水作用也有強有弱。
超疏水的表面覆蓋著如此微小的“絨毛”。這些精細的結(jié)構(gòu)在它們之間儲存空氣,當它們與水接觸時,它們會表現(xiàn)出完全不同的性質(zhì)。從通用電氣公司納米實驗室錄制的視頻中可以看出,當水滴落到超疏水,表面時,它們會像軟橡膠球一樣反彈。
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