未来最吃香的专业:荷叶面为何不沾水

原因：
　　荷叶表面有纳米结构。这种结构可使荷叶有双疏效果，就是不沾水也不沾油，即油和水在荷叶上的接触角都大于90°。
　　荷叶的表面附着着无数个微米级的蜡质乳突结构。用电子显微镜观察这些乳突时，可以看到在每个微米级乳突的表面又附着着许许多多与其结构相似的纳米级颗粒，科学家将其称为荷叶的微米－纳米双重结构。正是具有这些微小的双重结构，使荷叶表面与水珠儿或尘埃的接触面积非常有限，因此便产生了水珠在叶面上滚动并能带走灰尘的现象。而且水不留在荷叶表面。

　　 北大物理系李正孝老师在《世纪大讲堂》中说，荷叶表面有纳米结构。这种
结构可使荷叶有双疏效果，就是不沾水也不沾油，即油和水在荷叶上的接触角都
大于90°。
　　 有报道解释说这种结构有极强的吸附空气的能力，会在其界面上形成
一层气膜，使水、油接触不到荷叶。中科院化学所江雷也认为荷叶有双疏效果。
但用能接触到的所有荷叶做验证实验。结果是荷叶不疏油，机油、食用油都可侵
润荷叶（图1），可在荷叶上产生毛细现象。
　　荷叶水珠的下层有亮晶晶的反光，这说明水珠与荷叶间却有一层空气，水珠
下层的反光是光线照入水珠在水珠下层发生反射时产生的。用显微镜、电子显微
镜观察荷叶表面，可看到荷叶表面有无规则、分布均匀的菜花状透明发白的点，
暂称为蜡点。再用显微镜观察荷叶上水珠的全反射面时会发现，荷叶上水珠的反
光面不是平整一片，反光面上有很多不反光的突起，突起对应着蜡点，突起点占
反光面的很小部分，反光面在蜡点间，反光面是弯曲的。通过观察可以判断出荷
叶上水珠下空气的厚度是相差极大的，大约从0－20微米。如果是纳米物质吸附
的空气，那么被吸附空气的厚度宏观上应是一致的。在干荷叶上打一个直径3毫
米的大洞，或用针扎一片小洞，荷叶上水珠可停留在洞上方，不会从洞中流出来。
（干荷叶上也有蜡点，水在其上也可形成亮晶晶的水珠，鲜荷打洞，叶洞的边沿
有液体渗出，水会从洞中漏出。）荷叶洞中没有纳米结构，是空的。洞中水之所
以不下流，是因为洞周边的蜡点疏水，托住了荷叶上面的水，洞中间的水又被水
的表面张力拉住，所以水不能漏出。荷叶蜡点间的距离约10－20微米，水在蜡点
间也同样会被水的表面张力拉住，使之不能进入蜡点之间的空隙，从而使蜡点间
隙被空气占据，形成了一块块小的可进行全反射的反光面。平滑的蜡块、聚四氟
乙烯片疏水，其上的水珠没有全反射层。随机找到的粗糙的蜡块、聚四氟乙烯片，
表面没有处理成纳米结构，但其上可以形成有全反射光的亮晶晶的水珠，就是水
珠下有空气。这些都说明荷叶水珠下面有空气可以不是纳米结构吸附引起的。

荷叶表面有纳米结构。
这种结构可使荷叶有双疏效果，就是不沾水也不沾油，即油和水在荷叶上的接触角都大于90°。有报道解释说这种结构有极强的吸附空气的能力，会在其界面上形成
一层气膜，使水、油接触不到荷叶。中科院化学所江雷也认为荷叶有双疏效果。
但用能接触到的所有荷叶做验证实验。结果是荷叶不疏油，机油、食用油都可侵
润荷叶可在荷叶上产生毛细现象。

荷叶水珠的下层有亮晶晶的反光，这说明水珠与荷叶间却有一层空气，水珠下层的反光是光线照入水珠在水珠下层发生反射时产生的。用显微镜、电子显微镜观察荷叶表面，可看到荷叶表面有无规则、分布均匀的菜花状透明发白的点，暂称为蜡点。再用显微镜观察荷叶上水珠的全反射面时会发现，荷叶上水珠的反光面不是平整一片，反光面上有很多不反光的突起，突起对应着蜡点，突起点占反光面的很小部分，反光面在蜡点间，反光面是弯曲的。通过观察可以判断出荷叶上水珠下空气的厚度是相差极大的，大约从0－20微米。如果是纳米物质吸附的空气，那么被吸附空气的厚度宏观上应是一致的。在干荷叶上打一个直径3毫米的大洞，或用针扎一片小洞，荷叶上水珠可停留在洞上方，不会从洞中流出来。
（干荷叶上也有蜡点，水在其上也可形成亮晶晶的水珠，鲜荷打洞，叶洞的边沿有液体渗出，水会从洞中漏出。）荷叶洞中没有纳米结构，是空的。洞中水之所
以不下流，是因为洞周边的蜡点疏水，托住了荷叶上面的水，洞中间的水又被水的表面张力拉住，所以水不能漏出。荷叶蜡点间的距离约10－20微米，水在蜡点
间也同样会被水的表面张力拉住，使之不能进入蜡点之间的空隙，从而使蜡点间隙被空气占据，形成了一块块小的可进行全反射的反光面。平滑的蜡块、聚四氟
乙烯片疏水，其上的水珠没有全反射层。随机找到的粗糙的蜡块、聚四氟乙烯片，表面没有处理成纳米结构，但其上可以形成有全反射光的亮晶晶的水珠，就是水
珠下有空气。这些都说明荷叶水珠下面有空气可以不是纳米结构吸附引起的。

这是因为荷叶表面有腊质层,如果把荷叶表面腊质层破坏掉,它就不能防水了.
还有几类植物叶子表面也有腊质层.如果把它研究明白提炼出来,涂在玻璃上,那汽车就不用雨刷了.

荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害。