「荷葉效應」與超疏水材料

2020-11-22 今晚報
　　如果你觀察過荷葉，不難發現，雨水落在其表面會變成一個個圓圓的水珠。為何會出現這種效果呢？

　　20世紀70年代，德國波恩大學的植物學家巴特羅特在研究過程中發現，荷葉的表面存在一種特殊的結構，使得水透不過荷葉，而是形成一個個球體。而荷葉上的這些水珠滾落時，會帶走葉子表面的灰塵，從而達到清潔效果。因此，這種物體表面能疏水、自潔的現象就被稱為「荷葉效應」。

　　那麼，荷葉表面「特殊的結構」是什麼呢？一是有生物蠟，二是存在「特殊微納結構」。生物蠟在我們的生活中比較常見，比如蘋果表面產生的果蠟就與之類似，有疏水的特性；而「特殊微納結構」就是指在荷葉表面布滿微米級別的凸起和納米級別的纖毛。這種凸起和纖毛實在太細小了，連水珠都無法從它們的縫隙中進去，因此只能來回滾動。而當這種「特殊微納結構」的表面再覆蓋一層生物蠟之後，荷葉表面就展現出了極強的疏水能力。

　　近年來，科學家們從「荷葉效應」中受到啟發，根據荷葉的這種特殊結構，依照仿生學的原理，制出超疏水的納米塗料。將這種塗料噴在物體表面，就像是給物體穿上了一件「雨衣」，使其能達到疏水、自潔的效果。不要認為這離我們很遙遠，實際上，超疏水塗料已經在我們的生活中悄悄應用開來：防水防風的衝鋒衣、「一甩幹」的雨傘就是在布料上噴塗了超疏水材料；而市面上的防水手機、防水手錶也在電路板上噴塗有這種材料。有趣的是，德國人甚至還利用這種噴塗材料來懲罰隨地小便的醉鬼：據報導，德國漢堡的聖保利街是著名的夜店聚集區，而這裡的居民們受夠了酒鬼喝醉後到處小便的行為，於是他們在街道的牆面塗上了超疏水材料，讓小便能夠反彈到醉漢的腿和腳上……

　　不過，超疏水材料在應用方面仍然存在不耐磨、透氣性差等缺陷。比如有些衝鋒衣，洗一兩次防水效果就會變差；有些雨傘在反覆摺疊以後，布料的防雨效果也會打折扣。目前，科研工作者正在努力研究解決這樣的問題，進行更多的探索和嘗試。也許在未來，只要噴一噴超疏水材料，衣服和鞋子再也不會沾上灰塵汙泥，房屋不會因為下雨而漏水，電子設備也不會因落入水中而損壞……我們未來的生活，因科技的進步而更值得期待。

　　（本欄長期徵集「日知錄」三字篆刻，投稿郵箱：rizhilu999@163.com）

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