蓮花效應

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　　蓮花效應，蓮花的自潔形象。20世紀70年代，波恩大學的植物學家巴特洛特在研究植物葉子錶面時發現，光滑的葉子錶面有灰塵，要先清洗才能在顯微鏡下觀察，而蓮葉等可以防水的葉子錶面卻總是乾乾凈凈。他們發現，蓮葉錶面的特殊結構有自我清潔功能。蓮花出污泥而不染，自古以來就被人們認為是純潔的象徵，所以這一自我清潔功能又被稱為“蓮花效應”。

　　蓮花效應主要是指蓮葉錶面具有超疏水(superhydrophobicity)以及自潔(self-cleaning)的特性。由於蓮葉具有疏水、不吸水的錶面，落在葉面上的雨水會因錶面張力的作用形成水珠，換言之，水與葉面的接觸角(contactangle)會大於150度，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。因此，即使經過一場傾盆大雨，蓮葉的錶面總是能保持乾燥；此外，滾動的水珠會順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走，達到自我潔凈的效果，這就是蓮花總是能一塵不染的原因。

　　巴特洛特他們在顯微鏡下發現，蓮葉的錶面有一層茸毛和一些微小的蠟質顆粒，水在這些納米級的微小顆粒上不會向蓮葉錶面其他方向蔓延，而是形成一個個球體，就是我們看到蓮葉上滾動的雨水或者露珠，這些滾動的水珠會帶走葉子錶面的灰塵，從而清潔了葉子錶面。

　　蓮花效應的效率極高。科學家們模擬蓮葉的錶面，發明瞭納米自清潔的衣料和建築塗料，只需一點水形成水滴，就可以自動清潔衣物和建築錶面。

　　一種仿生複合材料所具有的特性，像荷葉一樣具有自動清潔的功能，故稱蓮花效應。

　　刀刃的錶面無法被水珠附著的事實已經被驗證而且廣為人知。但是人們往往會忽視這樣的錶面同樣很難被弄髒。

　　在一個光滑的錶面上髒的顆粒只會隨著水滴的滴落而移動，他們附著在水滴滾動時產生的粗糙錶面上從而被洗刷下來。這種關係只在最近才被註意到而且用實驗得以證實。

　　因為在亞洲文化中被看作純潔象徵物的蓮花的大型類似於盾牌形狀的葉片上常常可以見到這種現象，所以人們把它成為“蓮花效應”。

　　如果水滴滾過蓮花的葉片，它們將捲起所有的灰塵微粒並將它們帶離葉片。這個“蓮花效應”原理如此有效，以至於即使是在被“蹂躪”過的蓮花葉片上依然無法使得水珠和灰塵微粒附著。

　　特殊的錶面結構和產生蠟質的功能使得蓮花的葉片幾乎不受其他自然界現象的影響。它與人類對自然界影響的反應很不相同，如對環境中化學物質的影響反應等等。對於目前不得不廣為使用的屬於錶面活性劑的化學物質來說，為了達到保持植物中有效營養成分的目的，它們被全世界的植物代理商廣泛使用。這些活性劑不僅破壞了蠟質晶體的完美結構，使得葉片容易被水潤濕。而且造成這樣的後果：就是植物上的臟物質將無法再被徹底清除，而在不理想的環境中，還將被孢子、真菌或者細菌這些可以感染植物的微生物所侵染。

　　蓮葉效應描繪了一個很有效的生物模型系統，用它可以來製作人工的防污錶面，因為它基於一個純物理化學的原理。

　　有許多的領域和方面需要這種應用，如衣料的外錶面、房頂、自動噴漆器等等。如果可以使得這些領域的自清潔功能得以實現，顯然會帶來很多好處，而且可以節省清潔花費的費用。在工業合作中，目前正在努力將蓮葉效應轉化成實際的技術應用。雖然肯定還需要耗費一些時間，但是肯定遲早會有這種實用的產品走向市場。

　　模仿蓮葉自潔的功能，可以應用於錶面納米結構的技術，可開發出自潔、抗污的納米塗料。有些納米塗料里滲有二氧化鈦的物質。將二氧化鈦等納米微粒加到衣服的纖維裡頭可使普通的衣服化身為可防震、除臭、殺菌，最重要的是自潔。海島型氣候的地區由於氣候濕熱，更需要這種東西。

　　在自然界這個小小的圈子裡，藏著大大的驚奇。有許多事情要試著去接近、感受它，才能得到更多的知識。我們先瞭解到自然界中許多的生物在人類的科技進步之前早就有了微觀的構造，從公分、公釐、甚至達到微米、納米，而在蓮葉上我們找到了納米級的細微結構。這種細小的突起物，使得水珠不易吸附在蓮葉上。當葉面傾斜到一定角度時，水珠會沿著葉面滑落並帶走上面的污染物，達到自潔的效果。這種特性也可以應用在玻璃上，例如：經過納米處理的玻璃本身也具有自潔的效果，這就可以運用在戰機的雷達上。最近許多廠商也利用納米技術處理塗料，物體塗上此塗料也將擁有自潔的效果。當這項技術普及化後，世界也將會改觀。不會髒的地板、牆壁、和沒有灰塵阻撓的無線電用品，將會不斷的出現，人類的生活也會更加進步。

　　蓮葉效應描繪了一個很有效的生物模型系統，用它可以來製作人工的防污錶面，因為它基於一個純物理化學的原理。有許多的領域和方面需要這種應用，如衣料的外錶面、房頂、自動噴漆器等等。如果可以使得這些領域的自清潔功能得以實現，顯然會帶來很多好處，而且可以節省清潔花費的費用。在工業合作中，目前正在努力將蓮葉效應轉化成實際的技術應用。雖然肯定還需要耗費一些時間，但是肯定遲早會有這種實用的產品走向市場。

　　蓮葉效應實質為既疏水也疏油的超雙疏效應，超雙疏納米材料舉例：

　　經過超雙疏技術處理過的各種紡織材料（棉、麻、絲、毛、絨、混紡、化纖等）等不僅顯示出卓越的疏水疏油性能（包括蔬菜瓜汁、墨水、醬油等各種物質），而且不改變原有織物的各種性能（纖維強度、染料親和性、耐洗滌性、透氣性、皮膚親和性、免熨性等），甚至還增加了殺菌、防輻射、防霉等特殊效果。

　　更為重要的是將從此改變人們大量使用洗滌劑洗衣的習慣，服裝將大大減少洗滌次數，洗滌時也只需用水輕漂，大大節約了水資源和時間。

　　隨著科學的進步，蓮的更多特性會漸漸被人們發現，利用。