相信，很多人看到荷叶的时候都会生出一连串疑问： 为什么水滴可以在荷叶上随意滚动？ 为什么荷叶不沾水？ 为什么荷叶总是那么洁净，出淤泥而不染？ 这一切，得从荷叶表面的微米结构和纳米结构找原因。 电子显微镜下，荷叶或者说莲叶的表面是这样的结构。 肉眼看去，荷叶非常光滑，然而，实际上荷叶表面有很多像微小的高楼一样的突起，而每一个突起上又有很多纳米级的绒毛。当一滴雨水落在荷叶表面时，因为荷叶上有无数的小突起，所以，雨滴是被那些小突起顶起来的。 这就是说，雨滴与荷叶的实际接触面积很小，只有大约百分之一的面积跟荷叶接触，这样的话，雨滴还能保持球形，而球形是能滚动的。 而别的叶子，比如树叶，因为不具有荷叶这样的结构，所以雨滴与叶子的接触面积很大，雨滴不能保持球形，从而不能滚动，所以比较沾水。 某些树叶表面，雨滴与叶子表面接触示意图。 沾水的叶子。 图为荷叶表面的微观结构。 同理，如果尘埃掉在荷叶上，尘埃也是被无数的小突起顶起来的。 当下雨时，尘埃非常容易被雨水带走，这就是荷叶‘出淤泥而不染，濯清涟而不妖’常年保持洁净的原因。 水珠在荷叶上滚动时，会带走荷叶上的尘埃和其他杂质，模拟图。 研究这些并不是没什么用，人类向荷叶学习，造出了很多不沾水的防水布料和能常年保持洁净的玻璃等物品。 模仿荷叶，做出的不沾水布料。 除了植物界比如荷叶有这种不沾水的功夫，动物界也有很多，比如外号“水上漂”和“水上溜冰者”的水黾，就是其中的佼佼者。 水黾能在水面上支撑15倍自身体重的重量。 水面对于水黾来说，简直就是一马平川的“大平原”，水黾能在水面上自由自在的行走、飞跑，而不必担心落入水中。这是为什么呢？以前人们认为，这只是因为水的表面张力。但后来科学家发现， 水黾每只腿上有数千根微米尺寸的刚毛，而每一根刚毛的表面上，又有螺旋状纳米结构的沟槽，沟槽中吸附大量的空气从而形成气垫，这些气垫就是水黾能在水面上自由滑行的原因。 电子显微镜下水黾腿的照片，左图是无数细长的微刚毛。右图是单根刚毛上螺旋状的纳米凹槽结构。
|
