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荷叶的显微鉴别 荷叶超显微结构

2021-04-06知识10

微观上荷叶表面有许多突起,是粗糙结构,为什么这种结构能不沾尘染水? 荷叶从不沾水,是它的表面微观结构所致—荷叶在放大一万倍以上的电子显微镜下看起来依然是毛茸茸的,稻叶和水黾的腿也有此特性。当液滴遇见粗糙的固体表面时,在显微镜下看来,实际上是一部分液滴与固体表面的突起部分接触,另一部分液滴则与固体表面结构的缝隙和孔洞中储存的空气接触。按照目前普遍认可的凯西-巴克斯特模型,在某种固体表面上,液体与空气接触面积越大,则这种表面的疏水性越强。换言之,疏水性表面相当于吸附了一层薄薄的空气膜,所以材料的浮力变大、在水中的阻力变小、耐脏,甚至界面电阻也会变得很大。因为水不会浸湿这些表面,水中的杂质自然也不会留在表面上,灰尘也很容易被水带走。而耐腐蚀也是这个原理—这些表面结构中储藏了空气,很难直接和溶液接触,当然也就比较耐腐蚀了。超疏水表面就布满了这样微小的“绒毛”。这些细微结构之间储存了空气,在接触到水的时候,就会表现出截然不同的性质。从通用电气公司纳米实验室录制的一段视频上可以看到,水滴掉落在超疏水的表面时,居然会像软橡胶球一样弹跳起来。超疏水表面材料是纳米技术的一个研究热点,最早的研究可以追溯到上世纪50年代。这方面的研究成果已有不少,制备超疏水性表面的。

荷叶为什么不沾水? 莲叶为什么不沾水?这涉及莲叶表面对水的吸附力和水的表面张力两者之消长,莲叶对水的吸附力远小于水的表面张力,所以不沾水。荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”。

荷叶上那个防水物质是由什么组成的? 很久很久以来,2113优化的自洁5261功能已在自然界存 在,荷4102花叶子就是其中的代表1653。荷叶表面具有很好的憎水性,并实际上是不能湿润的,它还出污泥而一尘不染。这是为了适应环境而长期演变的结果。德国波恩大学植物学教授 W.Bartblott 研究了荷花叶子的结构和荷叶效应机理。经研究发现,荷花叶子之所以具有以上性能,是因为叶子表面既憎水,又有一个显微结构。德国 Sto 上市公司下属 ISPO 公司,根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果,经过 3 年研究工作,成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中,开发了微结构有机硅乳胶漆,即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质,并形成一个纳 米级显微结构,从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构,达到拒水保洁功能。市场上的荷叶效应涂料或乳液,绝大多数是通过降低表面张力来实现的。这种通过降低表面张力的方法,其提高与水的接触角的能力有限,约能提高 至 120 ° 左右,如市场上的硅树脂涂料与水的初始接触角约为 93 °~1 15 °,它们与灰尘的接触面积基本没变,因此,荷叶效应的结果是有限的,很难达到既保持涂膜干燥,又具有自洁功能。与水的。

#荷叶超显微结构

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