星期天,我和妹妹在鄉(xiāng)下玩,撈上來(lái)一片荷葉,看見荷葉的表面的水珠只要一斜,就會(huì)滾落,這表明荷葉不沾水,可荷葉為什么不沾水呢?我拿出電腦查了一下大。
原來(lái)荷葉表面有納米結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可使荷葉有雙疏效果,就是不沾水也不沾油,即油和水在荷葉上的接觸角都于90°。有報(bào)道解釋說(shuō)這種結(jié)構(gòu)有極強(qiáng)的吸附空氣的能力,會(huì)在其界面上形成
一層氣膜,使水、油接觸不到荷葉。中科院化學(xué)所江雷也認(rèn)為荷葉有雙疏效果。但用能接觸到的所有荷葉做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果是荷葉不疏油,機(jī)油、食用油都可侵潤(rùn)荷葉,可在荷葉上產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。荷葉水珠的下層有亮晶晶的反光,這說(shuō)明水珠與荷葉間卻有一層空氣,水珠下層的反光是光線照入水珠在水珠下層發(fā)生反射時(shí)產(chǎn)生的。用顯微鏡、電子顯微
鏡觀察荷葉表面,可看到荷葉表面有無(wú)規(guī)則、分布均勻的菜花狀透明發(fā)白的點(diǎn)暫稱為蠟點(diǎn)。再用顯微光鏡觀察荷葉上水珠的全反射面時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),荷葉上水珠的反光面不是平整一片,反光面上有很多的突起,突起對(duì)應(yīng)著蠟點(diǎn),突起點(diǎn)占
反光面的很小部分,反光面在蠟點(diǎn)間,反光面是彎曲的。通過(guò)觀察可以判斷出荷葉上水珠下空氣的厚度是相差極大的,大約從0-20微米。如果是納米物質(zhì)吸附的空氣,那么被吸附空氣的厚度宏觀上應(yīng)是一致的。在干荷葉上打一個(gè)直徑3毫米的大洞,或用針扎一片小洞,荷葉上水珠可停留在洞上方,不會(huì)從洞中流出來(lái)。(干荷葉上也有蠟點(diǎn),水在其上也可形成亮晶晶的水珠,鮮荷打洞,葉洞的邊沿有液體滲出,水會(huì)從洞中漏出。)荷葉洞中沒(méi)有納米結(jié)構(gòu),是空的。洞中水之所以不下流,是因?yàn)槎粗苓叺南烖c(diǎn)疏水,托住了荷葉上面的水,洞中間的水又被水的表面張力拉住,所以水不能漏出。荷葉蠟點(diǎn)間的距離約10-20微米,水在蠟點(diǎn)隙被空氣占據(jù),形成了一塊塊小的可進(jìn)行全反射的反光面。平滑的蠟塊、聚四氟乙烯片疏水,其上的水珠沒(méi)有全反射層。隨機(jī)找到的粗糙的蠟塊、聚四氟乙烯片,表面沒(méi)有處理成納米結(jié)構(gòu),但其上可以形成有全反射光的亮晶晶的水珠,就是水珠下有空氣。這些都說(shuō)明荷葉水珠下面有空氣可以不是納米結(jié)構(gòu)吸附引起的。
處處留心皆學(xué)問(wèn),只要認(rèn)真觀察,總會(huì)有收獲。