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荷叶不沾水的秘密
夏季的湖里、池塘里,我们常常能看到一片碧绿、茂盛的荷叶丛。每一个荷叶都是圆圆的、大大的,像一把绿色的小伞,为娇嫩的荷花们遮风挡雨。


每当下雨时,雨滴飞落到荷叶上,荷叶随之左右摇摆。

有时候,即便雨下得很大,落到荷叶里头的雨水也很多,但荷叶也不会因此而折断。

因为雨水根本就没法把荷叶打湿,甚至在击打到荷叶的时候被飞溅出去,仅剩的一些雨水,也会在叶面上形成一个个美丽圆润的小水珠滚来滚去。




那种情形,正如同唐代诗人白居易在《琵琶行》当中所说的“大珠小珠落玉盘”。

雨后的荷叶更加清爽,不仅一丝雨水也没沾上,连带着荷叶上头原有的灰尘也被雨水带走了。

正因为这种不沾染一丝灰尘、洁净清爽的特性,荷花自古以来就被人们赞为“出淤泥而不染、濯清涟而不妖”,从而被比喻为一种高洁、坚定的美好品质,深受人们的喜爱。




那么,到底为什么荷叶有这种自净能力呢?

荷叶为何出淤泥而不染?

1997年,来自德国波恩大学的植物学教授威廉·巴斯洛特通过一项实验解开了这个秘密。

原来,在显微镜下可以发现,荷叶表面布满着许多高度约为5~9微米的乳突,乳突之间的距离约为12微米。

而且,在每一个乳突上面,都长了许许多多蜡状突起,这些突起的直径约为200纳米。



荷叶表面的乳突

如此一来,每片荷叶都像是一个挤满了柱状建筑的城市一样,而且是“大柱子上还有很多小柱子”的城市。

同时,每一个蜡状突起由于其表面具有排斥性,就像是给整张荷叶铺上了一层保护膜一样,能抵挡住任何液滴的侵入。

所以,当水滴落到荷叶上时,这些密集林立的大大小小的“柱子”就对水滴产生了排斥性,使水滴无法侵入到“柱子”的间隙里,从而使荷叶保持干爽。



当有灰尘等污染物落到荷叶上面时,同样也会被这些蜡状突起挡住,所以,雨水一来,灰尘就会立刻被雨水冲刷得干干净净,一点都不剩。

荷叶就是靠着自身这种独特的叶面结构保持干净、清爽的。

这种自净现象被称为“荷叶效应”,也叫作“疏水效应”。




当荷叶上面的蜡状突起因为受损而丧失时,荷叶的自净能力也就被破坏了。

假如荷叶受损不严重,还能够通过正常生长继续分泌蜡质,随着蜡状突起的增多,荷叶的自净能力依然能得到恢复。



荷叶表面乳突的顶端

 叶子神奇的“疏水能力”

实际上,不仅仅是荷叶,自然界中有很多植物的叶子都具有这种自净能力也就是“疏水能力”。

威廉·巴斯洛特曾经做过一项实验,他找来多种植物的叶子,撒上极细的灰尘粉末,然后模拟雨水淋在叶面上的场景。

之后对每片叶子残留的灰尘比例进行观察和分析。


最后发现,在他找来的共8种植物中,有四种植物在实验过后,叶面残留灰尘在40%以上,而另外一半因为有较好的疏水能力,叶面残留灰尘只有不到5%。




这些植物有着与荷叶表面类似的叶面结构,都布满了纳米尺寸的微小乳突。

只不过,在所有具有疏水能力的植物中,荷叶的疏水能力是最好的,因此荷叶的叶面被称为“超疏水表面”,这是由于荷叶表面与水滴之间的排斥度极其强烈导致的。



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