荷叶的秘密

“池面风来波潋潋，波间露下叶田田。”（北宋·欧阳修）在炎热的夏季里，那一片片翠绿欲滴的荷叶，点缀着粉红的荷花，总是让人流连忘返。一场大雨过后，湖面波光潋滟，新长出来的荷叶上面沾着水珠，在阳光的照射下，水珠滚过来滚过去，折射出耀眼的光彩。而另外一些植物在大雨之后却很少出现这种情况。叶子上沾水之后，几乎不会形成水珠，而是水平铺开来，沾满叶子。这样看来，似乎是荷叶特别“讨厌”水，不愿意让雨水浸透它的身体一样。

如果我们仔细观察的话，可以发现，荷叶上的水珠底部，有一层银白色的东西闪闪发光。这又是什么呢？科学家们经过研究发现，原来荷叶上面密密麻麻地布满了我们眼睛看不到的小凸起——有些科学家把它称作“乳突”——像小葫芦一样，上面长满绒毛。这样一来，在“小葫芦”和绒毛之间，就形成了一层薄薄的空气层。而那层银白色的东西，就是水滴与空气层接触的表面。所以当水滴落到荷叶上面的时候，其实大部分是与那层薄薄的空气接触，只有小部分是与那些凸起的“小葫芦”接触。我们知道，水在空气当中是会凝聚成滴的。因此，与其说雨滴是在荷叶上面滚动，倒不如说雨滴是在空气中游走了。在那些凸起的“小葫芦”的表面，还附着着一层薄薄的蜡质。这样一来，水滴就更不容易粘在荷叶表面上了。这就是荷叶“讨厌”水的秘密所在。类似的现象有时在一些厚的斜纹布上也会短暂出现。不过因为布料上没有蜡质，会吸水，不一会儿水就被吸到布料里面去了。

科学家们把像荷叶这样不易沾水、“讨厌”水的表面叫作“疏水表面”，而把与水亲和力强、“喜欢”水的表面叫作“亲水表面”。

荷叶表面的构造

这些荷叶的表面其实还有一种不太容易被大家注意到的神奇的特质——自洁。大雨过后，其他植物的叶子往往表面上有雨水冲刷的泥痕，而荷叶表面却一尘不染。这是因为，虽然荷叶表面是很“讨厌”水的，但是污垢、灰尘这些东西却很“喜欢”水。于是荷叶就连带着“喜欢”水的污垢和灰尘一起“讨厌”了。虽然污垢和灰尘会暂时落到荷叶上，可是由于那层薄薄的空气层的存在，它们根本无法在荷叶上粘牢。当有水滴滚过时，这些灰尘由于和水的结合更紧密，就会一起被水滴带走。故此，北宋的周敦颐才在《爱莲说》中写出“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”，用荷花来比喻不受世俗污染的人。

这种具有自洁效应的疏水表面构造不仅存在于荷叶中，还广泛地存在于其他生物中。不仅睡莲、王莲叶片和诸如玫瑰花瓣这样的植物上存在，鸭子、天鹅这样的水禽的羽毛也是类似的构造。这样的微观结构不仅让它们难以沾上泥巴，不会把自己弄得脏兮兮的，同时也是它们对抗空气中细菌、真菌侵害的一种手段。

搞清楚荷叶的秘密之后，科学家们开动脑筋，研究出了一系列模仿荷叶表面构造的产品。超疏水涂料就是其中一种。它通过喷涂的方式，用纳米颗粒在物体的表面人为制造出像荷叶表面一样的构造。这样处理过的物体也被赋予了荷叶一样的性质。不论是泼水还是沾泥，拿出来之后表面都光洁如新。可以想象，大厦的玻璃幕墙如果用类似的方法处理的话，也可以省去高空清洗作业的麻烦，减少清洁工所要冒的风险。

随着科学的发展，我们一定会想出更多控制物体表面特性的方法，这些方法也会在更多的地方得到应用，让我们的生活更加美好。

小实验

疏水表面和亲水表面上的水滴比较

你见过荷叶上的水滴吗？为了比较亲水表面和疏水表面上水滴的样子有什么区别，我们可以用玻璃板（表面为二氧化硅）来代表亲水表面，用不粘锅（表面涂层为特氟龙，一种疏水塑料）来代表疏水表面。分别在玻璃板上和不粘锅里各滴一滴水，仔细观察水滴的形状。哪一滴比较平？哪一滴比较圆？