荷叶为什么不沾水揭秘荷叶不沾水的原理

荷叶为什么不沾水

之所以荷叶不会沾水是由于荷叶的表面附着无数个微米级的蜡质乳突结构。我们触摸荷叶时粗糙的感觉，实际上就是由这些微小的突起产生的，它们平均大小约为10微米。而那些更小的突起，直径只有200个纳米左右。

用电子显微镜观察这些乳突时，可以看到在每个微米级乳突的表面又附着许许多多与其结构相似的纳米级颗粒，乳突的平均大小约为10微米，平均间距约12微米。而每个乳突由许多直径为200纳米左右的突起组成的。科学家将其称为荷叶的微米-纳米双重结构。正是具有这些微小的双重结构，使荷叶表面与水珠儿或尘埃的接触面积非常有限，因此便产生了水珠在叶面上滚动并能带走灰尘的现象。而且水不留在荷叶表面。

荷叶自洁效应

经过两位德国科学家的长期观察研究，即上世纪九十年代初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。荷叶的自洁效应与荷叶表面的微观结构有关。原来在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。

打个比方，电镜下的荷叶叶面上仿佛布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在“小山包”顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶，仿佛一只只触角保护着叶面，使得尺寸比它大的东西根本无法靠近叶面

这种乳实状结构的存在使得在”山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上”山包”的凸顶形成几个点接触。雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是”荷叶效应”能自洁叶面的奥妙所在。

研究表明，这种具有自洁效应的表面超微纳米结构形貌，不仅存在于荷叶中，也普遍存在于其它   植物     中，另外一些动物的皮毛中也存在这种结构。其实植物叶面的这种复杂的超微纳米结构，不仅有利于自洁，还有利于防止对大量漂浮在大气中的各种有害的细菌和真菌对植物的侵害。另外，更重要的是，为了提高叶面吸收阳光的效率，进而提高叶面叶绿体的光合作用。

荷叶原理的应用

模仿莲叶自洁的功能，可以应用于表面纳米结构的技术，可开发出自洁、抗污的纳米涂料。有些纳米涂料里渗有二氧化钛的物质。将二氧化钛等纳米微粒加到衣服的纤维里头可使普通的衣服化身为可防震、除臭、杀菌，最重要的是自洁。海岛型气候的地区由于气候湿热，更需要这种东西。

在自然界这个小小的圈子里，藏着大大的惊奇。有许多事情要试着去接近、感受它，才能得到更多的知识。我们先了解到自然界中许多的生物在人类的科技进步之前早就有了微观的构造，从公分、公厘、甚至达到微米、纳米，而在莲叶上我们找到了纳米级的细微结构。这种细小的突起物，使得水珠不易吸附在莲叶上。当叶面倾斜到一定角度时，水珠会沿着叶面滑落并带走上面的污染物，达到自洁的效果。这种特性也可以应用在玻璃上，例如：经过纳米处理的玻璃本身也具有自洁的效果，这就可以运用在战机的雷达上。最近许多厂商也利用纳米技术处理涂料，物体涂上此涂料也将拥有自洁的效果。当这项技术普及化后，世界也将会改观。不会脏的地板、墙壁、和没有灰尘阻挠的无线电用品，将会不断的出现，人类的生活也会更加进步。