蓮花“出淤泥而不染”的秘密

小翟

一提到蓮花，人們就自然會(huì)聯(lián)想到蓮葉上滾動(dòng)的露珠，也許還會(huì)想到宋代文人周敦頤的《愛蓮說》，對(duì)“蓮之出淤泥而不染”的高尚品格肅然起敬。

20世紀(jì)70年代，德國(guó)植物學(xué)家在研究植物葉面時(shí)發(fā)現(xiàn)，光滑的葉子表面有灰塵，要先清洗才能在顯微鏡下觀察，而蓮葉等葉面卻總是干干凈凈的。他們利用人造的灰塵粒子污染玉蘭、林山毛櫸、蓮花、芋、甘藍(lán)等植物的葉面，然后用人造雨清洗兩分鐘，使雨滴滑落，再觀察葉面灰塵粒子的殘留狀況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有些植物葉面殘留的污染物多達(dá)40％，而蓮花等植物葉面的污染物殘留比例均小于5％。

這就是所謂的蓮花效應(yīng)。

那么，這種蓮花效應(yīng)是如何而來的呢？

通過電子顯微鏡，我們可以觀察到蓮葉表面存在著非常復(fù)雜的多重微米、納米級(jí)的超微結(jié)構(gòu)。蓮葉表面上有一些微小的蠟質(zhì)顆粒，并且覆蓋著無數(shù)個(gè)約10微米的突包，每個(gè)突包的表面又布滿了直徑僅為幾百納米的更細(xì)的絨毛。在突包間的凹陷部分充滿著空氣，從而使得在尺寸上遠(yuǎn)大于這種結(jié)構(gòu)的灰塵、雨水等落在葉面上時(shí)，無法大范圍直接接觸葉面，而是隔著一層極薄的空氣，并且能接觸的也只是葉面上若干個(gè)凸起的點(diǎn)。

這是自然界中生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。正是這種特殊的超微結(jié)構(gòu)，使得蓮葉表面不沾水滴，可以保持清潔。當(dāng)蓮葉上有水時(shí)，水會(huì)在自身表面張力的作用下形成球狀，風(fēng)吹動(dòng)水珠在葉面上滾動(dòng)時(shí)，水珠可以沾起葉面上的灰塵，并從上面高速滑落。這種自潔能力，對(duì)防止病原體的入侵也有著特別的意義。像蓮花這樣的植物，就是生長(zhǎng)在很“臟”的環(huán)境中也不容易生病，因?yàn)榧词共≡w到了其葉面上，一經(jīng)下雨就會(huì)被雨水沖走；如果不下雨，葉面很干燥，病原體還是生存不了。

蓮花的這種自潔功能引起了科學(xué)家們的極大興趣。他們努力模仿這種表面，使應(yīng)用研究迅速發(fā)展。20世紀(jì)末，基于“蓮花效應(yīng)”的涂料陸續(xù)問世，在越來越多的建筑中得到應(yīng)用。不久的將來，我們的生活中還將出現(xiàn)不會(huì)臟的地板、不會(huì)臟的墻壁和沒有灰塵的無線用品。

編輯/申冬梅