发布于 10-16 11:41:50
1997年，德国植物学家巴斯洛特教授针对莲花叶片不亲水的特性（图6-1），做了一系列的研究。他发现莲叶表面有大小约5～15μm的表皮细胞，在表皮细胞上又覆盖一层直径约100nm的蜡质结晶，这层蜡质结晶本身具有疏水性。当水与这类表面接触时，会因为表面张力而形成水珠，再加上叶面上细微结构的帮助，使水珠与叶面的接触面积变小，而接触角变大。当接触角（接触角是指固体表面与液体之间的夹角θ）小于90°称为亲水性表面，大于90°称为疏水性表面，若大于140°则称为超疏水性表面，这种表面疏水性更强，同时也会降低污染颗粒对莲叶的附着力。
图6-1 莲花叶片不亲水性
巴特洛特在显微镜下发现，莲叶的表面有一层茸毛和一些微小的蜡质颗粒，水在这些纳米级的微小颗粒上不会向莲叶表面其他方向蔓延，而是形成一个个球体，就是我们看到莲叶上滚动的雨水或者露珠，这些滚动的水珠会带走叶子表面的灰尘，从而清洁了叶子表面。
莲叶效应主要就是指这种莲叶表面具有超疏水以及自洁的特性。由于莲叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠，换言之，水与叶面的接触角会大于150°（图6-2），只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面。因此，即使经过一场倾盆大雨，莲叶的表面总是能保持干燥。此外，滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走，达到自我洁净的效果，这就是莲叶总是能一尘不染的原因。
莲叶效应描绘了一个很有效的生物模型系统，用它可以来制作人工的防污表面，因为它基于一个纯物理化学的原理。
