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  科学家证实“荷叶效应”与纳米毛状结构有关

美丽的 荷花 出淤泥而不染,从 荷叶 上滚落的水珠可以清除其上吸附的灰尘和细菌, 科学家 将这种现象称之为荷叶的“自清洁效应”或“荷叶效应”。

  1997年德国植物学家威廉·巴斯洛特教授从中得到启发, 成功 研制出易于清洁建筑物及交通工具表面的涂料。最近,美国密西根大学的研究人员通过开发理论 模型 ,首次成功将纳米毛状结构与微观结构和化学组成分离开来,对荷叶自清洁效应的本质原理进行研究。

据研究负责人程教授介绍,当水滴落在荷叶上时,荷叶与水珠间形成一个高度的接触角(大于90度),使之聚集成珠状而不扩散。通常,人的皮肤具有轻微疏水性,接触角大约为90度,而荷叶接触角接近170度,叶子表面极度疏水。但是科学家发现,尽管实际接触荷叶的雨水很少,水滴滑落并不是没有摩擦,水滴带走了叶子上的尘土和细菌,起到“自清洁”的功能。

  程教授等科学家首次将荷叶的纳米毛状结构与微观结构和化学组成分离开来。他们发现,荷叶表面除了含有蜡质成分,“荷叶效应”的产生与荷叶的两种结构有关,一种是微米级的凸起,一种是纳米级的毛状结构。含有两种结构的荷叶的接触角为142度,只含有微米结构的荷叶接触角为126度,单独只含蜡质表面的接触角为74度。科学家认为,纳米级的毛状结构使接触角增加16度,这两种结构是“荷叶效应”的主要成因。

  “荷叶效应”作为一个很好的模型,可以用于诸多的领域的研究,如基于荷叶效应生产的涂料可方便房屋或建筑物表面的清洁,未来荷叶效应将有更广阔的发展前景。

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