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纳米防水技术的原理

WaterOff
2022-08-08 10:50:31

江南可采莲,莲叶何田田”(江南•汉乐府)。炎酷暑日,最是那一池田田碧水夏荷让人们流连忘返,沁人心脾。从古至今,荷花就备受世人的喜好,也留下了很多到处颂扬的闻名诗篇,当中“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”的诗句描绘了荷花洁身自爱的高贵品质。

众所周知,水滴落在荷叶上会形成近似圆球形的白色透明水珠滚来滚去而不浸润在荷叶上,“大珠小珠落玉盘”,别有一番情致。可是荷叶不沾水的奥秘是什么呢?为探讨这种征象背后真实的缘故原由,笔者经过采集荷叶样品、脱水干燥等方法处理,用扫描电子显微镜对荷叶外观进行了微观形态观察,揭开了这个奥秘的神秘面纱。

  

      原来,在荷叶的上外观布满特别很是多细小的乳突,乳突的平均大小约为6-8微米,平均高度约为11-13微米,平均间距约19-21微米。在这些细小乳突之中还分布有一些较大的乳突,平均大小约为53-57微米,它们也是由6-13微米大小的微型突起聚在一路构成。乳突的顶端均呈扁平状且中间略微凹陷。这种乳突结构用肉眼以及通俗显微镜是很难察觉的,通常被称作多重纳米和微米级的超微结构。这些大大小小的乳突和突起在荷叶外观上犹如一个挨一个隆起的“小山包”,“小山包”之间的凹陷部分充满空气,如许就在紧贴叶面上形成一层极薄,只有纳米级厚的空气层。水滴最小直径为1-2毫米(1毫米=1000微米),这相比荷叶外观上的乳突要大得多,因此雨水落到叶面上后,隔着一层极薄的空气,只能同叶面上“小山包”的顶端形成几个点的接触,从而不能浸润到荷叶外观上。水滴在自身的外观张力作用下形成球状体,水球在滚动中吸附灰尘,并滚出叶面,从而达到清洁叶面的结果。这种自洁叶面的征象被称作“荷叶效应”。

 

      研究注解,这种具有自洁效应的外观超微纳米结构形貌,不仅存在于荷叶中,也普遍存在于其它植物中。某些动物的外相中也存在这种结构。这种邃密的超微纳米结构,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。
      当今,仿生荷叶的技术已经渗透到了纺织、化工等诸多社会行业,许多企业开发了一些仿荷叶的纳米材料和产品,例如,荷叶织物、荷叶防水漆、荷叶防水玻璃等。可以预见,未来会有越来越多的“荷叶效应”产品出现,更好地改善人们的生活。

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