得荷叶表面不沾水滴，可以保持清洁：当荷叶上有水时，水会在自身表面张力的作用下形成球状。 风吹动水珠在叶面上滚动时，水珠可以沾起叶面上的灰尘，并从上面高速滑落，从而使得莲叶能 够更好地进行光合作用。由于这种自洁性，使微生物、细菌、水藻、孢子等也易于被雨水冲洗去 而难以在荷叶表面滋生繁殖。 PPT48 荷叶结构 荷叶的表面具有双微观结构，一方面是由细胞组成的乳瘤形成的表面微观结构；另一方 面是由表面蜡品体形成的毛茸纳米结构。乳瘤的直径为5~15μm,高度为1~20μm。 荷叶效应的秘密主要就在于它的微观结构和纳米结构，而不在于它的化学成分。荷叶表面有 许多乳头状凸起，凸起部分的高度为5~10μm,凸起之间的间隙为10~15μm,乳头状的表 面又被许多直径为1m蜡质晶体所覆盖。由于蜡质晶体的尺度属纳米级尺度范围，因而又 被称为“纳米结构”.在这些微小的凹凸之间，储存着大量的空气.这样，当水滴落到荷叶上时， 由于空气层、乳头状突起和蜡质层的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动。 PPT49 荷叶的“超疏水”性能 所谓超疏水表面即水的接触角大于150°的表面，它在工农业生产和日常生活中都有着极其 广阔的应用前景，它可以用来防雨雪、防污染、抗氧化以及防止电流传导等。荷叶的表面都 具有超强疏水性，其接触角达到160°。 PPT50 接触角的定义 当一滴液体滴在某一固体表面上时，有可能会出现如下情况： (1)液体完全铺展在固体表面，形成一层水膜，在这种情况下，液体完全润湿固体。如图所 示。 (2)液体有可能成水滴状。在这种情况下，由固体表面和液体边缘切线形成一个夹角0，称 为接触角。 当0°<0<90°时，如图(b)所示，液体部分湿润固体； 当90°<0<180°，如图(c)所示，液体不润湿固体。接触角越大，拒水自洁的能力就越强。 在自然界中，接触角等于0°和180°的情况都是不存在的。 荷叶表面是典型的超疏水表面之一，水在荷叶表面呈现完全不润湿的状态。过去的研究 表明，荷叶的疏水性能是其表面的微乳突结构，乳突结构间的空气及荷叶表面蜡质层共同作用 的结果：荷叶的表面存在着微乳突结构，并附着有蜡质，在这些微乳突的凹凸结构之间则储存 着大量的空气，当水落到荷叶表面上时，空气层，微乳突结构和蜡质层共同形成托持作用，使水 不能渗透而能自由滚动。进一步的研究表明荷叶表面的微乳突微米结构上还存在着纳米级的 二次结构，这种独特的双微观结构使得水滴在荷叶表面不仅具有很大的接触角，并且具有很小 的滚动角，从而实现了荷叶表面的超疏水性。 PPT51 由于荷叶表面的微观结构与其超疏水性有着密切的联系，因此可以设想，如果能在材料表面制 备类似荷叶表面的微观结构，就有可能在材料表面实现类似荷叶表面的超疏水性能。 PPT52 直到1995年，人们一直认为，越光滑的表面越千净，因此追求光滑一直是研制拒水自洁表 面的出发点。但通过观察荷叶表面才知道，这种观点是错误的。 粗糙度对疏水的影响 完全光滑的物质是很少的。如果将粗糙度定义为固体与液体接触面之间的真实面积与几何面 积的比，那么：得荷叶表面不沾水滴，可以保持清洁：当荷叶上有水时，水会在自身表面张力的作用下形成球状。 风吹动水珠在叶面上滚动时，水珠可以沾起叶面上的灰尘，并从上面高速滑落，从而使得莲叶能 够更好地进行光合作用。由于这种自洁性,使微生物、细菌、水藻、孢子等也易于被雨水冲洗去 而难以在荷叶表面滋生繁殖。 PPT48 荷叶结构 荷叶的表面具有双微观结构, 一方面是由细胞组成的乳瘤形成的表面微观结构; 另一方 面是由表面蜡晶体形成的毛茸纳米结构。乳瘤的直径为 5～ 15 μm,高度为 1～ 20 μm。 荷叶效应的秘密主要就在于它的微观结构和纳米结构,而不在于它的化学成分。荷叶表面有 许多乳头状凸起,凸起部分的高度为 5～10μm ,凸起之间的间隙为 10～15μm ,乳头状的表 面又被许多直径为 1 nm 蜡质晶体所覆盖。由于蜡质晶体的尺度属纳米级尺度范围,因而又 被称为“纳米结构”. 在这些微小的凹凸之间,储存着大量的空气. 这样,当水滴落到荷叶上时, 由于空气层、乳头状突起和蜡质层的共同托持作用,使得水滴不能渗透,而能自由滚动。 PPT49 荷叶的“超疏水”性能 所谓超疏水表面即水的接触角大于 150°的表面,它在工农业生产和日常生活中都有着极其 广阔的应用前景,它可以用来防雨雪、防污染、抗氧化以及防止电流传导等。荷叶的表面都 具有超强疏水性,其接触角达到 160°。 PPT50 接触角的定义 当一滴液体滴在某一固体表面上时, 有可能会出现如下情况: (1) 液体完全铺展在固体表面, 形成一层水膜, 在这种情况下, 液体完全润湿固体。如图 所 示。 (2) 液体有可能成水滴状。在这种情况下, 由固体表面和液体边缘切线形成一个夹角θ, 称 为接触角。 当 0°< θ< 90°时, 如图 (b) 所示, 液体部分湿润固体; 当 90°< θ< 180°, 如图(c) 所示, 液体不润湿固体。接触角越大, 拒水自洁的能力就越强。 在自然界中,接触角等于 0°和 180°的情况都是不存在的。 荷叶表面是典型的超疏水表面之一,水在荷叶表面呈现完全不润湿的状态。过去的研究 表明,荷叶的疏水性能是其表面的微乳突结构,乳突结构间的空气及荷叶表面蜡质层共同作用 的结果:荷叶的表面存在着微乳突结构,并附着有蜡质,在这些微乳突的凹凸结构之间则储存 着大量的空气,当水落到荷叶表面上时,空气层,微乳突结构和蜡质层共同形成托持作用,使水 不能渗透而能自由滚动。进一步的研究表明荷叶表面的微乳突微米结构上还存在着纳米级的 二次结构,这种独特的双微观结构使得水滴在荷叶表面不仅具有很大的接触角,并且具有很小 的滚动角,从而实现了荷叶表面的超疏水性。 PPT51 由于荷叶表面的微观结构与其超疏水性有着密切的联系,因此可以设想,如果能在材料表面制 备类似荷叶表面的微观结构,就有可能在材料表面实现类似荷叶表面的超疏水性能。 PPT52 直到 1995 年, 人们一直认为, 越光滑的表面越干净, 因此追求光滑一直是研制拒水自洁表 面的出发点。但通过观察荷叶表面才知道, 这种观点是错误的。 粗糙度对疏水的影响 完全光滑的物质是很少的。如果将粗糙度定义为固体与液体接触面之间的真实面积与几何面 积的比, 那么: