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荷葉表面附著無數(shù)個(gè)微米級(jí)的蠟質(zhì)乳突結(jié)構(gòu),每個(gè)微米級(jí)乳突的表面又附著許多與其結(jié)構(gòu)相似的納米級(jí)顆粒,科學(xué)家將其稱為荷葉的微米-納米雙重結(jié)構(gòu)。正是具有這些微小的雙重結(jié)構(gòu),使荷葉表面與水珠兒或塵埃的接觸面積非常有限,因此便產(chǎn)生了水珠在葉面上滾動(dòng)并能帶走灰塵的現(xiàn)象,而且水不留在荷葉表面。
經(jīng)過兩位德國(guó)科學(xué)家的長(zhǎng)期觀察研究,即上世紀(jì)九十年代初終于揭開了荷葉葉面的奧妙。荷葉的自潔效應(yīng)與荷葉表面的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。原來在荷葉葉面上存在著非常復(fù)雜的多重納米和微米級(jí)的超微結(jié)構(gòu)。
打個(gè)比方,電鏡下的荷葉葉面上仿佛布滿著一個(gè)挨一個(gè)隆起的“小山包”,它上面長(zhǎng)滿絨毛,在“小山包”頂又長(zhǎng)出一個(gè)饅頭狀的“碉堡”凸頂,仿佛一只只觸角保護(hù)著葉面,使得尺寸比它大的東西根本無法靠近葉面這種乳實(shí)狀結(jié)構(gòu)的存在使得在”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(jí)厚的空氣層。這就使得在尺寸上遠(yuǎn)大于這種結(jié)構(gòu)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(gè)點(diǎn)接觸。雨點(diǎn)在自身的表面張力作用下形成球狀,水球在滾動(dòng)中吸附灰塵,并滾出葉面,這就是”荷葉效應(yīng)”能自潔葉面的奧妙所在。
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