九转不死神功:谁能完整的叙述一下荷花效应

补充材料七：荷叶拒水现象与仿生研究信息报导（七则）

①仿荷叶结构的防水纳米布

资料来源： 《人民日报 . 华南新闻》 (2001年04月13日第四版)

中国是在世界上第一个做出纳米布的国家，是中科院化学所做出来的；
丙纶织物，用颗粒大小为20纳米左右的聚丙烯水分散液，浸轧，光照。使颗粒粘结在纤维表面上，形成凸凹不平的表面结构，成为双疏材料，即疏水又疏油。用油或水往这种布上倒，都不会浸湿，也不会玷污。
其实，荷叶天然地就具有这样的性质。水滴从来都浸不湿荷叶，就是因为荷叶上长着据说是700个纳米尺度的一些绒毛，绒毛非常密，我们肉眼看很难分辨出来。但是用手摸能感觉到一种绒绒的东西。这个东西就让荷叶失去了水对它的浸润性。
具有这样特点的这种布就带有了自洁性。如果我们用这种材料做成衣服，就会防水。如果用这种材料处理玻璃，做成表面凸凹不平的结构，看起来没有任何问题，但不会结雾，不会沾水。
②关于纳米防水拒油领带

资料来源；《了望》周刊记者浦树柔 陈泽伟：科技在创新中逐鹿世界(1) 2002-11-25 18:19:18

为什么荷叶具有如此良好的疏水性？国外科学家曾提出，荷叶的疏水性在于其微米结构，而中科院化学所的研究员万立骏等人在研究中进一步发现，荷叶的疏水性源于其纳米结构。他们将这一成果与浙江某企业合作，研制出“防水”领带，并被江泽民主席作为礼物送给布什总统。
10月28日，在中科院“百人计划优秀入选者工作汇报会”上，万立骏汇报完毕，路甬祥院长起身提问：“咱们能不能为2000年奥运会做点什么？”万立骏说“奥组委已经与我们联系过了，可能让我们做奥运会的全部运动服和旗帜。”
③气浮防水材料的自性洁

资料来源；2002/10香山科学会议

作为超分子研究成果应用的一个重要例子，德国波恩大学Barthlott教授从荷叶的自清洁效应得到启发，研制成功了易于清洁建筑物及交通工具表面的涂料。水珠从荷叶上滚落，可以清除其上吸附的灰尘颗粒，这便是荷叶的自“清洁效应”，Barthlott教授最早认识到这一点并将其应用到生活中的清洁处理。荷叶效应作为一个很好的模型，可以用于诸多的领域的研究，如基于荷叶效应生产的涂料可方便房屋或建筑物表面的清洁。荷叶效应可以大大降低人们对于清洁剂的使用，有益于环境保护。

④荷叶的表面组织形态；

德国波恩大学的Barthlott博士多年从事荷叶效应的生物研究，取得了卓著的成绩，曾于1998年荣获德国总统未来奖提名。德国ispo公司与Barthlott博士合作，将荷叶的微观结构"克隆"到ispo公司生产的有机硅涂料--露珠仙中，成功地将荷叶效应应用于涂料之中。在放大7000倍的显微镜下可以看到，荷叶使水和尘埃在其表面的接触面积减少了90％多，水被排除得几乎毫无残留，并带走了每一颗附在水中的尘埃颗粒。

⑤荷叶与疏水涂料的试验

资料来源：http://www.hf365.com 2003年4月7日 09:38 合肥晚报谢良福

科学发明者想到的是荷叶为什么有着超强的疏水性？如果应用在生活用品上，就像“荷叶面”雨伞，撑雨疏水，抖水即干，不必担心带到室内会滴水了。土耳其科贾埃利大学的研究人员对荷叶的表面是不是非常光滑展开了研究。在显微镜下，研究人员看到荷叶是一种类似于海绵或是鸟巢的孔状组织，空气填充在列隙中，从而防止水吸附于叶面。研究人员测定了水在人的皮肤、水鸟羽毛上的接触角，皮肤为90度，水鸟羽毛和荷叶与水珠的接触角分别为150度和170度，后来，研究人员在溶剂中溶解聚丙烯，获得了这种应用塑料的普通液体，再加入一种凝结剂制成涂料，把它涂在玻璃片上，在一个真空烤箱中使溶剂蒸发，得到一种多孔的凝胶层。当研究人员在凝胶层上滴下水珠后，发现它的疏水能力可以与荷叶媲美，并且与水珠的接触角度达到了160度。

由此，研究人员认为，生产超强疏水性涂料时，再也无需昂贵的材料和耗时的过程了，更不需要加入什么纳米材料，因为“荷叶的疏水效应”给人提供了一个简单的方法，可以用来解决制造超强疏水性涂料的技术难题，所以，生产超强疏水性涂料的成本也有望大大地降低了。

⑥用立构等规聚丙烯研制成新型防水涂料

资料来源：中国纺织网--纺织资讯
据海外媒体报道，土耳其Kocaeli大学的研究人员最近开发成功一种利用立构等规聚丙烯（iPP）生产超级憎水性防水涂料的简单易行方法。这种方法是使用溶剂处理方法形成一种类似溶胶的iPP涂层，其表面结构像荷叶那样具有防水性。据研究人员称，该涂料可广泛用于玻璃、金属、纺织品及其他结构表面。
据报道，研究人员把iPP溶解于对二甲苯中，并加入环己酮、异丙醇或甲乙酮助溶剂（Nonsolvent）制成溶胶，把溶胶涂刷至结构表面，溶剂挥发后即形成涂层。

⑦纳米孔的气浮功能

资料来源：走近科学_科技知识[ 繁体 ]新型介面材料

在荷叶的扫描电镜的照片上，表面结构清晰可见，那些凹凸不平的纳米结构正是科研人员寻找的答案。经过凹凸纳米结构处理过的织物，开始表现疏水、疏油的特性。实际上在这种荷叶上的许许多多纳米孔，在水滴或油滴乃至液体滴在这个介面的时候，会形成一层气膜，使水或油都不能侵入这个表现，因此产生了一个奇妙的疏水疏油的效果。

莲叶不沾尘及不沾水的原理，经研究发现是因其叶面并非平滑表面，而是具备规则排列且均一大小突起物，统称为「粗糙面」或「粗糙层」，经放大后可看到尺寸大小为100~200奈米左右，一根根盘交错节的纤毛状物。其组成主要成分是碳氢化合物，即是我们所熟知的「腊质」。

此「粗糙层」能将空气保留再突起物间的底部，使外在的污染物或液体五法完全沾附於莲叶上。被局限在这奈米粗糙层中的空气，犹如是在莲叶表面形成一层气垫（Air Cushion），污染物或液体是由空气所支撑著，盘交错节的纤毛状「腊质」，其结构亦有助於减少外来物与叶面接触的面积，由於其组成成分为一疏水性非常高的碳氢化合物物质（属「低表面能材料」），与水滴间的界面张力非常大，水滴不易沾粘。基此两大原因，使莲叶形成一超疏水表面，水滴接触角度高於150度以上。即使污物附著於其上，也可轻易地以水冲刷洗净，达到自洁效果，这就是所谓的「莲花效应」或「荷叶效应」。

莲花效应主要是指莲叶表面具有超疏水(superhydrophobicity) 以及自洁(self-cleaning)的特性。由於莲叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠
荷叶表面看起来很平滑，但从奈米尺度看，它是凹凸不平的，这种表面特性，让水滴不易散布在荷叶表面上，仅能形成圆球状后滚落叶面中心。原来，荷花水分需求量大，但老天无法每天下雨，於是，当雾水、露珠变成圆球滚到荷叶中心时，再由叶茎吸收，这是荷花的维生策略之一。
莲花效应的概念主要是应用在防污防尘上，透过人工合成的方式，将特殊的化学成分加入涂料、建材、衣料内等等，使其具有某些程度的自洁功能，以实现拒水防尘的目的。