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科普|荷葉為什么能自潔

 zhb學(xué)習(xí)閱覽室 2021-09-11

你凝望過雨中的荷葉嗎,?

無論多么猛烈的暴雨,,打落在荷葉身上,只會(huì)“大珠小珠落玉盤”,,一旦“玉盤”稍稍傾斜,,便不見了雨水的影子。用手摸一下荷葉,,除過低凹的中心,,葉子表面竟然是干燥的,仿佛傾盆大雨根本就不曾降落在它的身上,。

即使沒有下雨,荷葉表面也永遠(yuǎn)纖塵不染,。有人做過實(shí)驗(yàn):在蓮葉上滴幾滴膠水,,黏度很強(qiáng)的膠水,也沒能黏在葉面上,,而是滾落下去并且不留痕跡,。能夠擁有如此“出淤泥而不染”的高尚品質(zhì),只因?yàn)?,荷葉能夠“自潔”,!

按理說,綠色,、有機(jī)的荷葉,,在大自然中是很容易吸附水分或沾染上污漬的,為什么荷葉能傲立塵世,,始終守身如玉,?

是荷葉表面太光滑了?光得讓灰塵都“站不住腳了”,?

恰恰相反,!荷葉自潔的原因,是因?yàn)樗谋砻媸谴植诘摹@,,可能會(huì)顛覆我們?nèi)粘?duì)于潔凈的認(rèn)識(shí),。

還是借助于超高分辨率的顯微鏡吧,。在此顯微鏡下,可以清晰地看到荷葉的表面上布滿了許多微小的蠟質(zhì)“乳突”,,每個(gè)乳突的直徑是8~10微米(1毫米=1000微米),,高低略有不同,乳突間距為10~12微米,。而每個(gè)乳突是由許許多多直徑約為200納米(1微米=1000納米)的細(xì)小突起組成的,。納米有多小,?打個(gè)比方,,如果一根頭發(fā)的直徑是0.05毫米的話,把它縱向分割成5萬根,,每根的直徑大約就是1個(gè)納米,,可見有多么細(xì)小。

前面對(duì)于蠟質(zhì)乳突的說法似乎有點(diǎn)枯燥,,換個(gè)形象的說法就是:荷葉的表面上有一個(gè)個(gè)隆起的“小山包”,,在每個(gè)“小山包”上,又布滿了絨毛狀的小小“碉堡”,。雖說是“山包”和“碉堡”,,但這種結(jié)構(gòu),人用肉眼甚至借助普通顯微鏡,,是根本看不到的,。

由于“小山包”間的凹陷部分充滿了空氣,這樣就在緊貼葉面的地方形成了一層極薄的,、只有納米級(jí)厚度的空氣層,。當(dāng)外形尺寸相對(duì)超大的雨水(水滴最小直徑為1~2毫米),降落在葉面上后,,不僅與葉面隔著一層極薄的空氣,,而且只能同葉面上“碉堡”處的凸頂形成點(diǎn)接觸——此情此景,是不是有點(diǎn)類似于水珠站在了密密麻麻的針尖上,?

空氣和為數(shù)眾多的“碉堡”,,共同組建了荷葉表面的疏水層。在“碉堡”頂上“懸空而立”的雨點(diǎn),,由于自身表面張力的作用,,形成了球形水珠,水珠在滾動(dòng)的過程中會(huì)順道吸附灰塵,。因此,,只要荷葉稍稍傾斜,水珠就會(huì)附帶塵埃滾開,。這,,就是著名的“荷葉效應(yīng)”——因?yàn)榇植?,所以干凈!這是不是頗具顛覆性,?

自潔,,不僅令荷葉美觀,而且有利于防止大氣中的有害細(xì)菌和真菌對(duì)植物的侵害,。對(duì)荷花而言,,這種結(jié)構(gòu)還提高了葉面進(jìn)行光合作用的效率。

荷葉的自潔效應(yīng),,給了人類無限的啟發(fā)和榜樣效應(yīng),。基于此,,科學(xué)家把透明,、疏油、疏水的納米材料運(yùn)用到汽車烤漆,、建筑物外墻或是玻璃上,,不但隨時(shí)可以保持物體表面的清潔,也減少了洗滌劑對(duì)環(huán)境的污染,,安全又省力,;把這種物質(zhì)應(yīng)用到織物上面,不僅顯示出卓越的疏水,、疏油性能(包括蔬菜瓜汁,、墨水、醬油等),,減輕了洗衣負(fù)擔(dān),而且不會(huì)改變織物的纖維強(qiáng)度,、透氣性,、皮膚親和性等原有性能,甚至還增加了殺菌,、防輻射,、防霉等特殊效果……

倘若將荷葉的這種自潔本領(lǐng),能夠植入每個(gè)人的心靈,,世界將變得多么美好啊,。

文/祁云枝

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