荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物,有丰富的羟基(-OH)、(-NH)等极性基团,在自然环境中很容易吸附水分或污渍,要想做到一尘不染似乎不可能。或许你会想当然的以为只有非常光滑的表面才能不染尘埃,但仔细触摸荷叶,却始料未及的发现原来荷叶表面糙感明显,但为何粗糙的表面却不滞留污垢呢?让我们开始今天的科普吧。。。
荷叶自洁效应
众所周知,水滴落在荷叶上,会变成了一个个自由滚动的水珠,这说明荷叶叶面具有极强的疏水性,洒在叶面上的水会自动聚集成水珠,而水珠的滚动会把落在叶面上的尘土污泥吸附掉滚出叶面,使叶面始终保持干净,这就是著名的”荷叶自洁效应(lotus-effect)”。
雨滴在荷叶表面形成晶莹的露珠
荷叶的微观结构
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。在超高分辨率显微镜下可以清晰看到,荷叶表面上有许多微小的乳突。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。
荷叶表面电镜扫描结构
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。