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荷叶为什么不沾水,荷叶不沾水是什么原理,什么原因造成的?

网友 2024-09-04 10:51:37 浏览量:

“小荷才露尖尖角”、“莲出淤泥而不染,濯清涟而不妖”等等都是赞美荷花的诗句,那么你知道荷叶为什么不沾水吗?想必很多人都是不知道的,既然如此就跟随小编一起去看一下吧。

荷叶为什么不沾水,荷叶不沾水是什么原理,什么原因造成的?

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20世纪90年代初被揭开。荷叶的自洁效果与荷叶表面的微观结构有关。结果表明,荷叶的叶表面存在非常复杂的多纳米和微米尺度的超微结构。

荷叶在放大一万多倍的电子显微镜下看起来还是毛茸茸的,稻叶和水黾腿也有这个特点。

当液滴遇到粗糙的固体表面时,实际上从显微镜上看,液滴的一部分与固体表面的突出部分接触,而另一部分与储存在固体表面结构的间隙和孔中的空气接触。根据普遍接受的凯西-巴克斯特模型,固体表面上液体和空气之间的接触面积越大,表面的疏水性越强。换句话说,疏水表面相当于吸收了一层薄薄的空气膜,所以材料的浮力变大,在水中的阻力变小,耐脏,甚至界面阻力变大。因为水不会弄湿这些表面,水中的杂质自然不会停留在表面,灰尘很容易被水带走。耐腐蚀也是原则。——这些表面结构储存空气,因此很难与溶液直接接触,当然溶液更耐腐蚀。

研究表明,这种具有自清洁效果的表面超微纳米结构不仅存在于荷叶中,也存在于其他植物中,也存在于其他动物的毛皮中。事实上,植物叶片上这种复杂的超微纳米结构不仅有利于自我清洁,而且有利于防止大气中漂浮的大量有害细菌和真菌对植物的危害。此外,更重要的是,为了提高叶片表面对太阳光的吸收效率,进而提高叶片表面叶绿体的光合作用。

超疏水表面材料是纳米技术的研究热点,最早的研究可以追溯到20世纪50年代。这方面的研究成果很多,制备超疏水表面的技术也多种多样,如刻蚀,氧化、乳液聚合、气相沉积、纳米纤维生长的培养等,材料的疏水作用也有强有弱。

超疏水的表面覆盖着如此微小的“绒毛”。这些精细的结构在它们之间储存空气,当它们与水接触时,它们会表现出完全不同的性质。从通用电气公司纳米实验室录制的视频中可以看出,当水滴落到超疏水,表面时,它们会像软橡胶球一样反弹。

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