為什麼荷葉不沾水？

盛夏來臨，武漢東湖，荷葉片片；突遇暴雨，荷葉卻不沾雨水。

荷葉不沾水（即自潔效應），一種理論認為與荷葉表面的納米結構有關。

這種納米結構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大於90°。有報道解釋說這種結構有極強的吸附空氣的能力，會在其界面上形成一層氣膜，使水、油接觸不到荷葉。

但有人用能接觸到的所有荷葉做驗證實驗。結果是荷葉不疏油，機油、食用油都可侵潤荷葉，可在荷葉上產生毛細現象。

荷葉水珠的下層有亮晶晶的反光，這說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生反射時產生的。用顯微鏡、電子顯微鏡觀察荷葉表面，可看到荷葉表面有無規則、分佈均勻的菜花狀透明發白的點，暫稱為蠟點。再用顯微鏡觀察荷葉上水珠的全反射面時會發現，荷葉上水珠的反光面不是平整一片，反光面上有很多不反光的突起，突起對應著蠟點，突起點占反光面的很小部分，反光面在蠟點間，反光面是彎曲的。通過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。如果是納米物質吸附的空氣，那麼被吸附空氣的厚度宏觀上應是一致的。在干荷葉上打一個直徑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，不會從洞中流出來。

干荷葉上也有蠟點，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，水會從洞中漏出。荷葉洞中沒有納米結構，是空的。洞中水之所以不下流，是因為洞周邊的蠟點疏水，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。荷葉蠟點間的距離約10－20微米，水在蠟點間也同樣會被水的表面張力拉住，使之不能進入蠟點之間的空隙，從而使蠟點間隙被空氣佔據，形成了一塊塊小的可進行全反射的反光面。平滑的蠟塊、聚四氟乙烯片疏水，其上的水珠沒有全反射層。隨機找到的粗糙的蠟塊、聚四氟乙烯片，表面沒有處理成納米結構，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。

這個實驗說明：荷葉水珠下面有空氣，可以托住荷葉上面的水珠，但卻不是納米結構吸附引起的。

也許，這兩個理論在荷葉表面都是成立的，甚至是同時作用。

荷葉與水珠

荷葉的納米結構

納米結構與水珠

納米結構與水珠

自潔作用

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