航天科学实验站 揭秘荷叶不湿的自洁之谜
1000多年前,北宋的濂溪先生周敦颐写下了千古流传的名篇《爱莲说》:“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖,中通外直,不蔓不枝,香远益清,亭亭静植,可远观而不可亵玩焉。”
20世纪70年代,德国伯恩大学的植物学家威廉.巴特洛特博士用电子显微镜对10000多种植物的表面结构进行了研究。直到1990年,他的团队发现许多植物光滑的叶子表面都有灰尘,要先清洗才能在显微镜下观察,而荷叶的表面却总是干干净净。通过深入研究,发现荷叶表面的特殊结构有着自我清洁功能。这一功能被定义为:莲花效应或自清洁效应。
荷叶的这一独特属性,让我们见识了自然界的神奇。暴雨打落在荷叶身上,只会“大珠小珠落玉盘”,一旦“玉盘”稍稍倾斜,便不见了雨水的影子。用手再摸一下荷叶,除低凹的中心,叶子竟然是干燥的,仿佛倾盆大雨根本就没有降落在它的身上。就算没有下雨,荷叶表面也永远纤尘不染。有人在荷叶上滴几滴黏度很强的胶水,胶水也不能粘在叶面上,而是滚落下去且不留痕迹。
莲花何以“出淤泥而不染”,难道是因为叶子表面的异常光滑而滴水不沾?不是,德国科学家经过电子显微镜的分析发现,原来莲花的叶面上有一层表面微小突起的腊晶体, 就像布满钉子的板。落在叶面上的灰尘污垢在这些小突起上摇摇欲坠。当水滴滚过叶面时, 就卷起这些没粘牢的灰尘, 把它们带走。微小的腊晶体使叶面变得粗糙, 这是荷叶具有抗污机理的关键。
此外,荷叶的防水性不仅使水滴带走污物清洁植物,还可以避免孢子类寄生物的栖息。因为,没有潮湿的环境,寄生物就无法生存。荷叶的这种表面“超纳米结构”还普遍存在于其他生物中,如某些动物的皮毛,如鸭毛、鹅毛,它们是防水的,排列整齐,毛与毛之间的缝隙小到纳米尺寸,水分子无法穿透。
植物学家的好奇心,带来了一次又一次的材料革命。航天云膜·梵度在科学的探索中紧跟步伐,从未止步。基于对荷叶超微结构的观察,研制出独特的抗油污技术,确保油污、污水在接触梵度漆面仿生保护膜后,自动滑落不停留。即使遇见恶劣天气,爱车也能独善其身。
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