在自然界,荷葉擁有相當卓越的疏水特性和自潔能力,水落在上面,都會縮成圓圓的球形,很容易滾落,也很容易帶走污物。這也就是著名的“荷葉效應”。
要想了解荷葉效應背后的原理,我們需要在顯微鏡下看看荷葉的微觀結構:
原來在荷葉葉面上存在著非常復雜的多重納米和微米級的超微結構。在超高分辨率顯微鏡下可以清晰看到,荷葉表面上有許多微小的乳突,乳突的平均大小約為10微米,平均間距約12微米。而每個乳突有許多直徑為200納米左右的突起組成的。在荷葉葉面上布滿著一個挨一個隆起的“小山包”,它上面長滿絨毛,在“山包”頂又長出一個饅頭狀的“碉堡”凸頂。因此,在“山包”間的凹陷部份充滿著空氣,這樣就在緊貼葉面上形成一層極薄,只有納米級厚的空氣層。這就使得在尺寸上遠大于這種結構的灰塵、雨水等降落在葉面上后,隔著一層極薄的空氣,只能同葉面上“山包”的凸頂形成幾個點接觸。雨點在自身的表面張力作用下形成球狀,水球在滾動中吸附灰塵,并滾出葉面,這就是“蓮花效應”能自潔葉面的奧妙所在。
自然界的現象給了科學家無限的想象與創意。把透明疏油、疏水的納米材料顆粒作成涂料涂刷在建筑物表面,大樓不會被空氣中的油污弄臟,鍍在窗戶玻璃表面上,玻璃也如同荷葉一般自凈而永遠透明。或將這種納米顆粒放到纖維中,做成防塵的衣物,也許可省去不少洗衣的麻煩。
荷葉效應即是防油、防污、防水三防面料的原理。