荷叶的叶面为什么不沾水简短答案 (荷叶效应是什么将叶片放大500倍)

在自然界中,大家想象一下,有什么植物是不会被淋湿的呢?细心观察的人就会发现,每当下雨的时候,当雨滴落在荷叶上,荷叶的表面不但不会被淋湿,而且非常的干净,彷佛没有被雨水沾到一样。当水滴落在叶面上时,并不会浸润其中,而是会形成圆圆的一颗,类似珍珠一样,在荷叶上滚来滚去,经过专家研究,这种 “自清洁” “不沾湿” 这两种特性,就被统称为 “荷叶效应”

荷叶的叶面为什么不沾水简单介绍,荷叶为什么不沾水的原因简单说明

大家很好奇为什么荷叶表面不会湿呢?就像是我们平时使用的雨伞一样,表面也不会湿,其实主要是因为荷叶表面具有 超疏水 以及 自洁 的特性。 所谓的超疏水是指,水与叶面的接触角会大于150度,当水滴在某些超疏水的表面上,该表面如果发生很小的倾斜,水珠就会离开叶面。 另一方面荷叶有着不吸水的表面,落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠。

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因此,即使每当经过一场倾盆大雨之后,我们通常会看到荷叶的表面丝毫不受雨水的影响,一直保持得干爽;此外,表面上滚动的水珠会顺便把表面的灰尘和污垢一起带走,达到清洁的效果,这就是荷叶总是能一尘不染的原因。

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所以,在古代就有诗人这样描述荷花: 予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖 ,相信许多人都对这句话记忆尤深,荷花之所以能保持干净,一直离不开荷叶的庇护。

那么,荷叶怎么会有如此神奇的能力呢?

首先,我们用显微镜,先将荷叶放大500倍观察,就会发现:它的表面并不像肉眼看到的光滑细腻,而是分布着一个个小的乳突,它们的平均尺寸接近10微米,平均间距在20微米左右。再将其中一个乳突放大10000倍观察,就能看到上面还分布着密密麻麻细微的棒状蜡质晶体。它们的长度接近1微米,直径则在100纳米左右。 也就是说,在荷叶表面存在着复杂的“微米和纳米”双重结构,也正是这种结构决定了荷叶的特殊性质

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而且它们之间的凹陷部分充满着空气,水滴的最小直径为1~2毫米,远大于小乳突的尺寸,所以当雨水落下时,隔着极薄的空气层,它仅能与顶端有些许接触,而不能浸润到荷叶表面。又因为表面张力的作用,水滴就会保持球状体,并在滚动的过程中吸附灰尘,最终滚出叶面。

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荷叶竟然有如此复杂的表面微纳结构,其生物学意义首先在于防止微生物、真菌和藻类等的生长繁殖,其次在于防止表面污染,减少污染物对叶片光合作用和开关气孔的阻碍。

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一直以来,大自然都是人类的”启蒙老师“人类模仿鸡蛋的形状,建造了拱桥,受鸟儿飞翔的启示,发明了飞机,同样的人们了解荷叶效应之后,对其进行深一步的研究,发明了很多有利于生活的东西。

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例如,澳大利亚一家服装公司利用这个原理,发明了一种特殊的T恤,同样是棉质衣服,但是不论往上面泼水还是饮料,它都能一直保持干爽。

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除了这些,仿生荷叶的技术也渗透到了纺织、化工等诸多社会行业,科研人员模仿荷叶效应,将纳米微粒与疏水性聚合物(聚乙烯、聚丙烯、石蜡等)制成溶胶,喷涂于膜材表面。

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比如ETFE膜材,由于ETFE具有斥水、斥油、非黏着性等特性,所以不容易附着脏物,而且ETFE的表面摩擦力很小,附着的脏物会很快被雨水自动冲掉。总体上说,ETFE膜材料具有较强的自洁性,一般使用多年仍可保持干净。

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因此,仿荷叶效应的膜结构材料具有超强的拒水性和自清洁性。即使被大雨冲刷,也不会降低透湿性,水滴在自身表面的张力作用下形成球状体,水球在滚动中吸附着灰尘滚出表面,从而使得膜材表面保持干净与干燥。

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相信随着科技的不断进步,荷叶效应可以应用在更多的材料上,科技逐渐改变生活,我们的生活也能因此变得越来越便利。