蓮葉效應(yīng)與Ｓｔｅｒｎｏｃａｒａ 甲蟲

周敦頤的《愛蓮說》寫道：“予獨愛蓮之出淤泥而不染?！边@常被用來贊頌君子潔身自好。但蓮葉為何出淤泥而不染卻涉及一個很重要的研究方向，那就是材料表面的超疏水性質(zhì)。這是因為蓮葉表面具有突觸一般的表皮細胞，并覆蓋著不浸潤水的蠟質(zhì)微晶。從熱力學(xué)角度來看，水之所以不能在蓮葉上鋪展開來，是因為水與蓮葉之間的界面能（也可以說是表面張力）比空氣和蓮葉之間的界面能要大得多，從能量最低原理來考慮水滴自然要最大化地減少水與蓮葉之間的接觸面積，結(jié)果就是水在蓮葉上只能以水珠的形式存在。

動物界也有利用超疏水性的例子。牛津大學(xué)的安德魯#8226; 帕克教授發(fā)現(xiàn)，位于非洲納米比沙漠中的Sternocara甲蟲的背翅上同時存在蠟質(zhì)層的疏水區(qū)域和突起狀的親水區(qū)域。每當清晨霧氣彌漫時，這種甲蟲就會豎起背翅朝向逆風(fēng)的方向收集露水：露水先在突起的親水區(qū)域潤濕變厚最后形成液滴，當水珠直徑大于親水區(qū)域以后，水滴由于超疏水特性和重力的作用便會自動滑過背翅到甲蟲的嘴中。麻省理工大學(xué)的羅伯特#8226; 科恩教授利用這個原理制成了新的材料，很好地模擬了Sternocara 甲蟲收集水的過程。這幫助干旱少雨的地區(qū)找到一條有效的采集水的方法。

現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)可以用各種材料制成具有不同表面微觀陣列和粗糙度的超疏水涂層或薄膜，這對于發(fā)展生活用的自清潔用品和工業(yè)上的腐蝕防護有很大的實用價值?？茖W(xué)家們還嘗試用超疏水材料在基板上圍出任意寬度和圖案的親水“高速公路”，水溶液只能在這些被限制的通路中流動，這開辟了全新的微流體研究方向。