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莲花的“防水技术” 肉眼都不易察觉(图)

2020-09-12 14:12 桌面版 正體 0
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科学家终于发现莲花保持自我洁净的原因所在。
科学家终于发现莲花保持自我洁净的原因所在。(图片来源:Adobe Stock)

一直以来,人们不了解为什么在晚上看到莲花上有水珠凝结,隔天早上再看却发现水珠消失了,叶片也是干的。经过研究之后,科学家终于发现莲花保持洁净的原因所在。

一般来说,若将水洒在莲花上,叶片并不会沾湿,而是呈现晶莹剔透的水珠,关键在于莲花叶片表面在微观下其实是凹凸不平的,并存在一根根向上伸展的细小纤毛。当水珠落在叶片表面时,只会触及到纤毛尾端,纤毛下的气袋使水珠悬浮着,最后将水珠反弹排离叶片。

美国杜克大学普莱特工程学院(Duke's Pratt School of Engineering)教授陈传华(Chen Chuanhua)有关莲花结构机制的研究显示,滴落在叶片上的水珠很容易排离,相较之下,叶片凹角处凝结的水珠附着力就很强,刚好陷在凹角内。科学家困惑的是,这些附着力很强的水珠如何离开叶片?

因此,科学家透过超高速照相机、强力显微镜和音箱的帮助,首先将莲花叶片放在低频的低音音箱上,以模拟自然环境中的轻微震动。从录影中发现,当叶片遇冷凝结产生小水滴后,瞬间的轻微震动能使水滴不再附着,最后水滴会从叶片上滑落。

莲花的巧妙之处便在于拥有很大的叶片和细长的茎,本身自带有轻微抖动的性质,会使水珠自动从高防水性的表面上“跳开”。整个过程中,小水滴都以高速进行,因此肉眼不易察觉。

研究结果激发了杜克大学工程师参照莲花的防水结构,开发出散热能力更强的发电机、电子设备等工程运作系统,并设计出更好的除冷凝与散热的人工板面。

陈教授表示,这些研究给防水技术开展了一个新的方向,未来发展出的技术将能适应具有凝结现象的潮湿或寒冷环境。这将给许多工程应用产品如防黏纺织品、自动清洁光学产品、减阻力外壳等产品带来极大的影响。


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