植物科普|荷叶不沾水的秘密

荷花荷叶向来被古代文人所喜爱，正因为它的“出淤泥而不染”的品质。那么，你又没有想过，为什么荷花荷叶会不沾水呢？或许你会以为荷叶的表面非常光滑才会滴水不沾，然而，当你仔细触摸荷叶，会发现原来荷叶表面并不光滑且糙感明显，但为何粗糙的表面却不滞留污垢呢？今天我们就来解开荷叶不沾水的秘密。

什么是荷叶自洁效应

在下雨天，我们经常会看到，当雨水打在荷叶上，雨水会在荷叶上形成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，而滚落的水珠会把落在叶面上的尘土污泥吸附带走，这样就会使叶面始终保持干净，这就是著名的”荷叶自洁效应”。

荷叶的自洁效应的奥秘于上世纪九十年代初被两位德国科学家揭开了。经过的长期观察研究，他们发现荷叶的自洁效应与其表面的微观结构有重大关联。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。

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。

荷叶自洁效应的原理

这种乳突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，达到纳米级厚度的空气层。这就使得在尺寸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，只能与叶面上的”山包”凸起点接触到。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。

荷叶的自洁特性具有极大的研究价值，这种超级疏水自洁功能引起了科学家的浓厚兴趣，从而大大促进了仿生学的研究以及荷叶表面结构模拟产品开发。

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，另外一些动物的皮毛中也存在类似这种结构和原理。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。

总结：看完本文是不是觉得耳目一新了呢？其实在我们身边动植物，拥有的本领有很多值得我们人类去学习并有得到效利用。只要仔细观察你会发现不一样的世界。