蓮花效應(lotus effect)

張貼者: 先傑電腦公告 分類: 自然科技 評論

◆為什麼蓮花總是能一塵不染?首先找出答案的人,已成為當今『奈米』、『有機生物科技』、『環保』的領先者,應用在防污防塵上

◆蓮花效應主要是指蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性,由於蓮葉具有疏水、不吸水的表面,落在葉面上的雨水會因表面張力的作用形成水珠,只要葉面稍微傾斜,水珠就會滾離葉面;因此,即使經過一場傾盆大雨,蓮葉的表面總是能保持乾燥,此外,滾動的水珠會順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走,達到自我潔淨的效果,這就是蓮花總是能一塵不染的原因。

幾千年來,一般人對蓮葉的這些特性並不陌生,都只當作理所當然的普通常識,1997年,德國植物學家Barthlott才真正有系統地研究與分析這個特殊現象,發現了上述蓮花的疏水性與自我潔淨的關係,因此創造了「蓮花效應」一詞,他因而擁有這個專利權,蓮花效應就成了奈米科技最具代表性的名詞。

在電子顯微鏡下,蓮葉的表面具有大小約5微米細微突起的表皮細胞,表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1奈米的蠟質結晶;蠟質結晶本身就具有疏水性,所以當水與這類表面接觸時,會因表面張力而形成水珠,再加上蓮葉表面的細微突起的表皮細胞之助,使水與葉面的接觸面積更小,因此加強了疏水性,同時也降低污染顆粒對蓮葉面的附著力;若將葉面傾斜,則滾動的水珠會吸附起葉面上的污泥顆粒,一同滾出葉面,達到清潔的效果;相較之下,在同樣具有疏水性的光滑表面,水珠只會以滑動的方式移動(蓮葉的水珠會吸附起葉面上的污泥顆粒,一同滾動出葉面),並不會夾帶灰塵離開,因此不具有自潔的能力。

在自然界中,植物總是暴露在各種污染源當中,還有一些細菌等;蓮葉上複雜的奈米與微米級結構除了有自潔的功能外,還可以防止受到細菌的感染,只要經過一場大雨的洗禮,就能恢復乾淨;目前蓮花效應的概念主要是應用在防污防塵上,透過人工合成的方式,使其具有某些程度的自潔功能,以實現防水防塵的目的。

光陰的故事:當作理所當然的普通常識與有系統地研究與分析

▼ 一池池盛開綻放優雅、一塵不染的蓮花IMG_0567

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