荷叶为什么不沾水?
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发布时间:2022-04-22 07:43
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热心网友
时间:2022-06-17 22:59
如果你将荷叶放在超高分辨率显微镜下可以发现,荷叶表面存在着许多微小的乳突,平均每个乳突的大小为6-8微米,平均高度为11-13微米,乳突之间的间距为19-21微米。而每个乳突上面又分布着许多直径只有200纳米的乳突。更为重要的是,乳突上还有一层蜡质物体,这些蜡质物体本来就具有疏水性。
荷叶上面是多重纳米和微米级的超微结构,并且是多重凸出,每个乳突与凸起在荷叶表面上形成了一个又一个的“小山包”,小山包的底部充满着空气,这样就使得叶子表面有一层只有纳米厚的空气膜。
当小水滴落在叶面上时,此时小水滴就会因为叶片空气的张力而凝结成圆圆的雨滴,然后再落下去。达到“出淤泥而不染”的目的,这也被称之为“荷叶效应”。事实上,除了荷叶之外,还有许多水生植物也存在着“荷叶效应”,比如:睡莲、王莲等,那么问题来了,它们究竟遇到了哪些压力,为什么要不约而同演化出“疏水”结构呢?荷花为什么要出淤泥而不染?
荷花之所以要出淤泥而不染,其实是为了生存。
在种植莲藕时,当地农民会将一节节莲藕埋藏于水塘底部,当环境适宜时,莲藕就会长出细小的莲鞭。莲鞭并不是莲藕,它们相当于荷花的茎,长出一节莲鞭后,莲鞭节上就有一个芽,能够长出一个荷叶,如果荷叶是浮叶,也就是荷叶漂浮在水面上,那么该莲鞭就不会发育出花芽。但如果荷叶是挺叶,也就是挺在水面上,那么在叶子旁边就会有一个花芽,未来能够开出一朵花。
等到秋季时,气温变得不再适宜荷花生长,此时莲鞭就会长出终止叶,并不再生长,而地下根茎为了来年繁衍,会生长出膨大的莲藕。一些插画家对荷花和莲藕了解地没那么清楚,在画图时,就会误将荷花底部的根茎画成莲藕,但其实它们是又细又长的莲鞭,等到荷花谢了之后,莲藕才会开始生长(这图的错误还在于,前面莲花还没凋谢,后面的莲蓬已经长出来了)。由于荷花的地下根茎深藏于荷塘底部,在积水环境下,莲鞭和莲藕难以呼吸,此时它们就需要通过叶片来进行呼吸。为了保证地下根茎的呼吸,需要荷叶表面保持干净,如果有灰尘或者泥土阻挡了呼吸孔,将会影响地下根茎的呼吸,所以才演化出了疏水方式。
荷叶效应的应用
由于荷叶能够出淤泥而不染,同时又可以让水带走表面的灰尘,又不会弄湿自己,所以现如今人们根据荷叶的原理,开发出了许多产品。比如:疏水油漆,这种油漆采用纳米级材料制作,涂在建筑物表面时,不仅不会被雨水打湿,反而还能够让雨水带走表面的灰尘,达到自清洁效应,减少了人工打扫环境的成本。
我国科学家们将“荷叶效应”原理应用在了衣服材质上,制作出了一件既防水又防污的衣服,即使是将酱油倒在衣服上,衣服也不会被弄脏。
当然了,以上只是荷叶效应应用的一小部分案例而已,目前荷叶效应应用的范围非常广泛,并且人们还在利用这一原理开发新产品。
总结
荷叶之所以不沾水,是因为它表面存在着大量的微米甚至纳米级的乳突,能够在叶片表面形成一层薄薄的空气膜,并利用空气的张力排斥水滴,从而达到了“出淤泥而不染”的效果,当下次再看到荷花时,我们就能向身边的朋友解释“出淤泥而不染”的科学原理了。
热心网友
时间:2022-06-17 23:00
荷叶之所以不沾水,是因为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
热心网友
时间:2022-06-17 23:00
显微镜下可以看到荷叶表面生长有很多乳突,每个的表面附着许多与其结构相似的纳米级颗粒,乳突的平均大小约为10微米,平均间距约12微米。而每个乳突由许多直径为200纳米左右的突起组成的。水本身具有一定张力,不易渗透到这些结构密集的乳突中。
热心网友
时间:2022-06-17 23:01
荷叶叶面具有极强的疏水性,洒在叶面上的水会自动聚集成水珠滚落。在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构,使得在尺寸远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后,隔着一层极薄的空气,只能与叶面上的“山包”凸起点接触到。
热心网友
时间:2022-06-17 23:02
荷叶不沾水的原因其实很简单,但需要将荷叶放大近500倍才能看到。荷叶的叶片其实并不是平整的,而是充满了各种凸起,虽然表面上看起来很光滑,但是从微观角度上能够看到,每个凸起的尺寸接近了10微米,这已经是人肉眼观察不出来的了。