張連敏
“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上頭?!碧詺饪吹津唑眩妨诉^(guò)去,只見(jiàn)小東西翩躚地打了個(gè)轉(zhuǎn),悠閑地立在了荷葉上面,似乎在說(shuō):“來(lái)捉我啊,來(lái)捉我!”淘氣受到了挑釁,馬上舉起手中的水槍射向蜻蜓,蜻蜓好像看穿了他的想法,立馬就飛走了。水珠一連串地打在荷葉上,先是聚成了水珠,一陣風(fēng)吹過(guò),水珠隨著葉子晃了幾晃滑落了?!斑?,為什么水珠不能像蜻蜓一樣立在荷葉上面呢?”淘氣想了想又舉起了水槍,一陣射擊后,葉面仍是干干凈凈,別說(shuō)是水珠,連灰塵都看不到。
出淤泥而不染——荷葉自清潔
水滴落在荷葉上就會(huì)形成圓滾滾的水珠,荷葉并沒(méi)有被浸潤(rùn),荷葉還不沾泥土和灰塵。這一現(xiàn)象古人早已發(fā)現(xiàn)——不少文人都曾贊美蓮“出淤泥而不染”,不過(guò)這一原因卻直到20世紀(jì)70年代,才被德國(guó)波恩大學(xué)的植物學(xué)家巴特洛特找到。原來(lái),荷葉具有自我清潔的功能是因?yàn)楸砻嫣厥獾慕Y(jié)構(gòu)。
想要觀察荷葉的結(jié)構(gòu),得先準(zhǔn)備一臺(tái)電子顯微鏡。把葉片放置在顯微鏡下,可以觀察到葉面復(fù)雜的多重納米和納米級(jí)的超微結(jié)構(gòu):荷葉的上表面分布著非常多微小的乳突,大小為6~8微米,高度為11~13微米,小乳突之間距離約20微米;小乳突之中還分布著一些較大的乳突,是由6~13微米的小突起聚在一起形成的,大小約50微米。這些大小不一的乳突和突起就像一個(gè)個(gè)“小山包”,這些空氣就被“關(guān)到”水與固體表面之間。這時(shí)候,水珠的大部分是和空氣接觸的,與固體直接接觸的面積反而小了。水滴在自身表面張力的作用下能形成球狀體,水球滾動(dòng)時(shí)順帶著吸附灰塵一起滑落,達(dá)到自我清潔的效果。
其實(shí),這種有自潔效果的超微納米結(jié)構(gòu)不僅存在于荷葉中,還存在于芋頭、芭蕉等植物的葉片中。動(dòng)物中也有類似結(jié)構(gòu),比如海豚、鯊魚的皮膚等。研究表明,這種精細(xì)的超微納米結(jié)構(gòu),除了利于自潔,還有助于防止大氣中有害的細(xì)菌和真菌對(duì)植物的侵害。
仿生荷葉服
能夠不沾水、不沾灰,這么強(qiáng)大的自潔本領(lǐng),是不是很讓人心動(dòng)?如果應(yīng)用到服裝上呢?有沒(méi)有這么一件衣服,即使在上面潑杯水,也不會(huì)被浸透,水珠還會(huì)自動(dòng)滑落?你是不是很想來(lái)一件?
這還真不是騙人的,澳大利亞墨爾本一家服裝技術(shù)品牌公司設(shè)計(jì)制作出的“騎士”(The Cavalier) 白色T恤衫就具有防水自凈功能。T恤采用了一種全新的布料,該布料就是由疏水的納米技術(shù)編織成的。據(jù)這家公司稱,他們所做的就是模擬了荷葉的自然疏水屬性。盡管衣服材質(zhì)是100%棉,但卻能防止大部分液體和污漬的侵入:往衣服上潑水,衣服仍然干爽;往上面潑可樂(lè)或其他帶有顏色的飲料,液體也會(huì)形成珠子滾落下來(lái)。
開(kāi)動(dòng)腦筋想一想,如果給汽車穿上這么一層“荷葉衣服”呢?是不是洗車店也得停業(yè)了?
美國(guó)Ultra-Ever Dry和日本尼桑還真嘗試過(guò),它們把自清潔技術(shù)應(yīng)用到了汽車上。這種利用納米技術(shù)的疏水疏油的涂層名為“Ultra-Ever Dry”,翻譯過(guò)來(lái)是“超級(jí)干”。尼桑公司把這種材料涂在汽車表面,汽車因此也具有了自潔功能。
據(jù)說(shuō),美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)也在研究這一技術(shù),它們是想降低空間站中的灰塵對(duì)器械正常運(yùn)作的影響。相信在未來(lái),這種材料會(huì)有更多的應(yīng)用,無(wú)論是在親民的服裝業(yè)、餐飲業(yè),還是高大上的航空航天界,都會(huì)施展魔力。