繁星 | 当学荷叶会自洁
2022-09-21 17:34:26

你凝望过雨中的荷叶吗?

无论多么猛烈的暴雨,打落在荷叶身上,只会“大珠小珠落玉盘”,一旦“玉盘”稍稍倾斜,便不见了雨水的影子。用手摸一下荷叶,除过低凹的中心,叶子表面竟然是干燥的,仿佛倾盆大雨根本就不曾降落在它的身上。

即使没有下雨,荷叶表面也永远纤尘不染。有人做过实验:在莲叶上滴几滴胶水,粘度很强的胶水,也没能粘在叶面上,而是滚落下去并且不留痕迹。能够拥有如此“出淤泥而不染”的高尚品质,只因为,荷叶能够“自洁”!

荷叶自洁的原因,是因为它的表面是粗糙的——这,可能会颠覆我们日常对于洁净的认识。

还是借助于超高分辨率的显微镜吧。在此显微镜下,可以清晰地看到荷叶的表面上布满了许多微小的蜡质“乳突”,每个乳突的直径是8~10微米(1毫米=1000微米),高低略有不同,乳突间距为10~12微米。而每个乳突是由许许多多直径约为200纳米(1微米=1000纳米)的细小突起组成的。纳米有多小?打个比方,如果一根头发的直径是0.05毫米的话,咔、咔、咔,把它纵向分割成5万根,每根的直径大约就是1个纳米,可见有多么细小。

前面对于蜡质乳突的说法似乎有点枯燥,换个形象的说法就是:荷叶的表面上有一个个隆起的“小山包”,在每个“小山包”上,又布满了绒毛状的小小“碉堡”。虽说是“山包”和“碉堡”,这种结构,人的肉眼是根本看不到的。

由于“小山包”间的凹陷部分充溢着空气,这样就在紧贴叶面的地方形成了一层极薄的、只有纳米级厚度的空气层。当外形尺寸相对超大的雨水(水滴最小直径为1~2毫米),降落在叶面上后,不仅与叶面隔着一层极薄的空气,而且只能同叶面上“碉堡”处的凸顶形成点接触——此情此景,是不是有点类似于水珠站在了密密麻麻的针尖上?

空气和为数众多的“碉堡”,共同组建了荷叶表面的疏水层。在“碉堡”顶上“悬空而立”的雨点,由于自身表面张力的作用,形成了球形水珠,水珠在滚动的过程中会顺道儿吸附灰尘。因此,只要荷叶稍稍倾斜,水珠就会附带尘埃滚开。这,就是著名的“荷叶效应”——因为粗糙,所以干净——是不是颇具颠覆性?

自洁,不仅令荷叶美观,而且有利于防止大气中的有害细菌和真菌对植物的侵害。对荷花而言,这种结构还提高了叶面进行光合作用的效率。

荷叶的自洁效应,给了人类无限的启发和表率效应。基于此,科学家把透明、疏油、疏水的纳米材料运用到汽车烤漆、建筑物外墙或是玻璃上,不但随时可以保持物体表面的清洁,也减少了洗涤剂对环境的污染,安全又省力;把这种物质应用到织物上面,不仅显示出卓越的疏水、疏油性能(包括蔬菜瓜汁、墨水、酱油等),减轻了洗衣负担,而且不会改变织物的纤维强度、透气性、皮肤亲和性等原有性能,甚至还增加了杀菌、防辐射、防霉等特殊效果……

荷叶的这种自洁本领,倘若能够置入每个人的心灵,世界,将会变得多么美好啊。

作者:祁云枝

来源:扬子晚报

图片来源:视觉中国

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