荷叶拒水拒油原理
第五章拒水拒油讲解
• 三、防污、易去污整理
• 一般来说，防污整理并不特别困难，只需在树 脂整理时加入合适的添加剂即可达到目的，这种 具有防污性能的添加剂就称为防污整理剂。
• 织物整理主要用耐久性或半耐久性防污剂。
• （一）交联固着型防污剂
• 这类防污剂本身和纤维、织物并无结合能力， 但可和树脂整理剂或交联剂合用，因交联作用而 固着于纤维上，从而增进防污的耐久性。
• 除了吡啶和羟甲基化合物以外，还有其他 化学反应性拒水剂，以共价键和纤维反应， 并产生耐久性的拒水效果。
• 二、有机氟拒水、拒油、防污整理
• 含氟化合物不仅具有拒水性，而且对表面 张力低的各种油类还具有拒油性，有机氟 类整理剂与其它整理剂的整理效果比较见 表5-4。
• 总之，这类含氟整理剂与有机硅类和烃类 整理剂相比，在表面活性、拒水性、拒油 性、拒污性、耐洗性、耐热性和耐腐蚀性 等方面有着不可比拟的优点。在防水性方 面，其耐洗性比有机硅防水剂高10倍以上。 由于有机氟化合物可以赋予纺织品以优异 的性能，因此从它问世以来，发展极为迅 速。
• 一、一般拒水整理 • （一）暂时性防水整理
•
• （二）耐久性拒水整理
• 为了使织物具有耐洗涤性、耐干洗性的耐 久拒水性，拒水剂必须能和纤维的官能团 发生化学反应而彼此牢固地结合，从而发 展了反应性拒水剂。
• 1、脂肪酸的铬络合物 • 2、吡啶季铵盐类防水剂 • 3、N-羟甲基化合物类拒水整理剂 • （三）其它反应性拒水剂
第三节 拒水拒油纺织品生产
• 拒水整理使用的拒水剂主要有以下几种类型：① 石蜡一铝皂乳液；②吡啶季胺盐和硬脂酸铬络合 物；③羟甲基三聚氰胺衍生物；④有机硅型化合 物及⑤有机氟系列化合物等。其中，有机氟化合 物的拒水、拒油、防污性能优异。近年来，随着 有机氟工业的发展，有机氟精细化学品和含氟功 能性高分子材料已经成为新型氟精细化学品代表 之一。
探究拒水透湿服装中的仿荷叶效应原理
探究拒水透湿服装中的仿荷叶效应原理早在20世纪70年代，德国科学家通过扫描电镜和原子力显微镜对荷叶等2万种植物叶面的微观结构进行了观察，发现荷叶表面覆盖着稠密的细短茸毛及连续的蜡质层使其具有特殊的拒水性能。
荷叶表面的水不能渗透荷叶，而只能形成水珠顺荷叶表面滑落，这种现象称为荷叶效应(Lotus-effect)。
近年来，根据自然界荷叶上水珠滚动的现象世界上兴起了对拒水织物的研究，同时具有荷叶效应的服装也在不断地研制中，因此，荷叶效应具有广阔的应用前景。
一服装的拒水性与透湿性服装拒水透湿性是指服装面料可以拒止环境因素(如风、雨)造成的侵袭，阻止液态水通过的同时，汗液在织物中的吸收、传递、扩散的程度，它是一种新型的高功能织物。
对服装进行一定的收缩整理和拒水整理，从而使织物具有良好的拒水性和透湿性。
2.1服装的拒水性服装拒水性是指服装对具有一定压力的外部水或者具有一定动能的雨水以及各种服装外的雪、露、霜等液态水透过时的阻抗性能。
液态的水通过服装面料进入服装内侧有两种途径：一是外界的水如雨水或雪水接触织物后，织物被水润湿，借毛细管效应，通过织物中各种缝隙孔洞，水被输送到织物内侧及织物表面的其他部位。
这种情况主要与织物的表面能及表面粗糙度有关，表现为一种自发的过程。
二是水在一定外界压力或自身动能作用下直接透过织物内缝隙孔洞而进入织物的内侧，这种情况除与表面能及表面粗糙度有关外，很大程度上取决于外加压力或水滴动能、织物内较大的缝隙孔洞的尺寸或者织物的松紧度。
2.2 服装的透湿性服装透湿即汗液在服装中的吸收、传递、扩散的程度。
人体穿着服装时的舒适感主要取决于服装织物内空气层形成的微气候区，微气候区的温度为(32±l)℃，相对湿度为(50±10)%，气流速度为(25±15)cm/s时，人体处于最佳的生理状态。
人体出汗是热平衡调节中的有效散热手段，汗液蒸发提高了微气候区空气的水蒸气含量，使空气相对湿度增加，然后通过织物及服装的透气、通风换气、扩散作用传向衣外。
荷叶的原理做的技术
荷叶的原理做的技术
荷叶的原理是指利用荷叶的微观结构和表面特性来实现某些特定的技术应用。
荷叶表面的特点是具有超疏水性（superhydrophobic），即其表面能够高度抗水，水滴在表面上形成近球形，并能够轻易地滚落。
这种特性是由荷叶表面微观结构和某些特殊化学物质的共同作用所致。
利用荷叶的原理，可以进行一些技术的应用，例如：
1. 超疏水表面涂层：通过模仿荷叶的表面微观结构和特殊化学物质，可以制备出具有超疏水性的表面涂层。
这种涂层可以应用于船舶、飞机等载具的外表面，使其表面不易被水滴或液体粘附，减少对载具运行的阻力，提高运行效率。
2. 抗粘附涂层：荷叶的超疏水性表面不仅对水滴有抗性，还对其他液体如油、粘稠液体等也具有一定的抗粘附性。
利用荷叶的原理，可以制备出抗粘附涂层，应用于各类容器、管道等设备，减少粘附物质的积聚，降低清洗维护的工作量。
3. 自清洁材料：荷叶的表面特性使得其受到的污染较少，雨水或风力可以轻易将污染物带走。
基于荷叶原理，可以制备出自清洁材料，用于玻璃窗、太阳能电池板等场合，提高材料自我清洁的能力，降低日常清洁的频率和成本。
总之，利用荷叶的原理可以开发出一系列具有抗水、抗粘附性能的技术应用，这对于提高材料的性能和减少日常维护工作有着重要的意义。
荷叶不沾水的原理20字解释
荷叶不沾水的原理20字解释荷叶不沾水的原理是因为其表面有一层微细的纳米结构，形成了一种特殊的超疏水效应，水滴在荷叶表面无法扩展开来，而是以近球形的形态滚落，从而不沾附在荷叶上。
要进一步解释荷叶不沾水的原理，可以从以下几个方面进行讨论：1. 荷叶表面的微细纳米结构。
荷叶表面的微细纳米结构是一种特殊的皱褶状结构，这些细小的皱褶形成了许多微小的凹坑和微山脊。
这些微细结构的大小接近水滴直径的纳米级别，使得水滴无法进入凹坑，并在凹坑之间的微山脊上形成一种局部的支撑力，从而水滴无法在荷叶表面扩展开来。
2. 水滴与荷叶表面的接触角。
当水滴滴在荷叶表面时，由于水分子之间的相互作用力和表面张力的作用，水滴在表面上形成了一个接触角。
接触角的大小主要取决于水滴与固体表面的亲疏性，亲水性表面上的接触角小于90度，而疏水性表面上的接触角大于90度。
在荷叶表面，由于其超疏水性，水滴的接触角非常大，通常在150度以上，甚至能达到160度以上。
这种大接触角使得水滴在表面上无法均匀附着，而是以近球形的形态滚落。
3. 表面张力的作用。
表面张力是液体表面发生变形所需的能量，它使得液体表面趋向于最小化表面积。
在荷叶表面，水滴由于受到表面张力的作用，会尽可能地缩小表面积，同时尽量避免与荷叶表面接触。
这种表面张力的作用使得水滴在荷叶表面无法均匀附着，从而达到不沾水的效果。
总的来说，荷叶不沾水的原理是由于其表面的特殊微细纳米结构造成的。
这种结构使荷叶表面形成了超疏水效应，使得水滴无法扩展在其表面上，而是以近球形的形态滚落。
而这种超疏水效应是由荷叶表面的微细结构、水滴与荷叶表面的接触角以及表面张力这三个主要因素共同作用的结果。
这种特殊的超疏水性使得荷叶在长时间的降雨中能够保持干燥，有利于其生长和繁殖。
荷叶不沾水的原理
荷叶不沾水的原理
荷叶不沾水的原理是因为其表面具有一层特殊的微观结构，被称为“超疏水结构”。
荷叶表面的超疏水结构主要由纳米级的微凸起组成，这些微凸起形成了一种像刺绣一样的纹理。
这些微凸起之间有很多微小的凹槽，使得水滴在表面上无法扩散，而是在微凸起的顶点上呈现出球形，从而减少了与表面的接触面积。
这种减少接触面积的特性被称为“表面张力效应”。
表面张力效应使得水滴在荷叶表面上呈现出高度球形，水滴的接触角非常大，接近于180度。
这意味着水滴与荷叶表面之间的接触非常小，水滴无法黏附在荷叶表面上，而是以球形滚动的方式滑落。
这种现象被称为“自洁效应”。
除了微观结构的影响外，荷叶表面还有一层极薄的蜡质覆盖物，称为“蜡质剪切力效应”。
这层覆盖物能够降低水滴与表面之间的黏附力，使得水滴更容易滑落。
综上所述，荷叶不沾水的原理是由于其表面微观结构的特殊性和蜡质的作用，使得水滴无法在荷叶表面黏附，从而实现了不沾水的效果。
这一原理也启发了科学家设计新型的超疏水材料，广泛应用于防污、防腐等领域。
对荷叶效应的解读
对荷叶效应的解读对荷叶效应的解读荷叶效应（Lotus Effect）是受到荷叶表面特性启发而得名的一种物理现象，它揭示了荷叶为何具有自清洁特性。
荷叶表面覆盖着微细的刺状结构和纳米级的蜡状颗粒，使得水滴在表面上呈现球状，从而迅速滚落并带走污垢。
这种效应已经在各种领域得到广泛的应用，包括建筑、纺织、汽车、医疗等，它不仅能减少污垢的附着，还能保护物体表面免受腐蚀和损伤。
本文将从深度和广度的角度对荷叶效应进行评估，探讨其原理、应用和前景。
我们将介绍荷叶效应的基本原理，解释荷叶表面纳米结构和蜡状颗粒对液滴行为的影响。
我们将探讨荷叶效应在不同领域的应用，包括建筑材料、纺织品、汽车涂层和医疗器械等。
我们将分析荷叶效应在环境保护和能源领域的潜力，讨论其可持续性和商业化前景。
我们将对荷叶效应的局限性和未来研究方向进行总结和展望。
一、荷叶效应的原理荷叶表面的特殊纳米结构是荷叶效应的关键。
这种纳米结构由微细的刺状结构和纳米级的蜡状颗粒组成，使得水滴在表面上呈现球状，而不容易附着和渗透。
微细的刺状结构增加了表面的粗糙度，减少了接触面积，从而阻碍了污物或液滴在表面上的附着。
纳米级的蜡状颗粒形成了一层保护膜，使得水滴无法渗入表面，形成了所谓的“莲花叶效应”。
二、荷叶效应的应用荷叶效应的应用广泛涉及各个行业。
在建筑领域，研究人员已经成功地开发出具有自清洁功能的建筑材料，比如自洁玻璃和自洁涂料，可以减少外墙和窗户表面的污染和清洁频率。
在纺织领域，利用荷叶效应可以制造防水和防污的面料，用于户外运动服装和家居纺织品。
在汽车领域，应用荷叶效应的车身涂层能够抵御雨水和污垢，减少洗车的频率和对环境的污染。
在医疗器械领域，荷叶效应可以用于减少细菌和病毒在表面上的附着，提高器械的杀菌性能。
三、荷叶效应的前景荷叶效应在环境保护和能源领域具有巨大的潜力。
通过应用荷叶效应的材料和涂层，可以减少水资源的浪费和化学清洁剂的使用，降低对环境的污染。
荷叶效应还可以改善太阳能电池板和风力发电叶片的清洁效率，提高能源利用效率。
荷叶效应在涤纶织物中的应用
荷叶效应在涤纶织物拒水拒油整理中的应用
荷叶效应的秘密主要在于它的微观结构和纳米结构，而不在于它的化学成分。
所有植物表面都有一层表皮，表皮将植物与周围环境隔开。
所有植物的表皮主要成分都是埋置于多元酯母体内的可溶性油脂，因此，植物的表皮都具有一定的拒水性。
经过对2万种植物表面进行分析后发现，具有光滑表面的植物都没有拒水自洁的功能，而具有粗糙表面的植物，都有一定的拒水作用，在所有的植物中，荷叶的拒水自洁作用最强，水在其表面的接触角达到160.4°,除了荷叶外，芋头叶和大头菜叶的拒水自洁作用也很强，水在其上的接触角分别达到160.3和 159.7。
从总体上看，没有一种纤维使水在其表面的接触角大于90°所以可以说，常用纺织纤维都不具有拒水能力。
当然，更不具有拒油的能力。
通过研究荷叶效应的拒水自洁原理可知，具有高度拒水自洁的织物必须具备如下条件:(1)首先，使纤维表面具有基本的拒水性能(即水与其表面的接触角大于90°)。
对于这一步，可以以通过纳米技术、等离子处理技术和涂层浸轧技术达到。
(如：利用高温下有机过氧化)物等分解形成自由基，引发自由能较低的含硅或含氟的有机单体，对PET织物表面接枝改性。
(2)要使织物具有粗糙的表。
虽然织物表面本身是非常粗糙的，但这种粗糙结构是以纤维为最小单位，远大于纳米结构的要求。
拒水自洁织物表面的粗糙应是纤维表面的粗糙，该粗糙应达到纳米级水平。
因此，利用仿生学原理，将荷叶效应原理应用于涤纶织物的拒水拒油整理中，将可以研制出一种超强的拒水透气纺织品。
责任编辑：联庄科技。
神奇的荷叶疏水效应
神奇的荷叶疏水效应
接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。
”走在开满荷花的池塘边，你一定会看到层层叠叠的碧绿荷叶像一把把圆形的伞盖，在微风中摇曳。
那你注意过下雨的时候，淋着雨的荷叶是什么样子的吗？雨水汇聚成一颗颗水滴，在荷叶表面滚动，随着叶子的摇动而滑落，叶片也随之变得于干净净，似乎不会受到水的影响。
荷叶的这一特殊本领，也可以帮助它及时“洗掉”叶片上的灰尘和污垢。
荷叶为什么会拥有如此神奇的能力呢？这是什么原因呢？
01、荷叶的自清洁效应
荷叶本身是不沾水的，这是由于荷叶表面具有粗糙的微观形貌以及疏水的表皮蜡。
这种特殊的结构有助于锁住空气，进而防止将表面润湿。
水滴在荷叶上形成一个球形，而不是铺展开来，像这样的表面，就是“超疏水表面”，这种疏水表面可以有效地防止被污水污染，并且表面的灰尘，杂质也会被雨水带走。
02、超疏水微观结构
荷叶本身是不沾水的，这是由于荷叶表面具有粗糙的微观荷叶具有超疏水表面微观结构，它的表面有细小的微观粗糙结构，还包裹着不亲水的表皮蜡，这些结构托起水滴，减小了固体与液体的接触面积，使水滴处于“半悬空”的状态。
那么在实际应用中哪些材料用到了这个原理呢？
澳达研发的荷叶疏水剂AD3105超疏水效果非常好
1、提高漆膜表面的疏水(即荷叶疏水)性能，荷叶效应显著
2、提高漆膜的耐沾脏污、耐擦洗性
3、增加漆膜丰满度、漆膜平整滑爽性
4、减少漆膜吸水和开裂，有效防止水份渗入
使用方法
1、于调漆后阶段加入(增稠前)充分搅拌均匀，建议添加量3-6% 按总体配方量。
(疏水效果与乳液含量成正比、乳液含量越高疏水效果越好)
如果您想了解更多的疏水剂信息，请与我们联系！。
荷叶效应原理介绍与应用
仿生荷叶材料1120125123 谢先格20世纪70年代，波恩大学的植物学家巴特洛特在研究植物叶子表面时发现，光滑的叶子表面有灰尘，要先清洗才能在显微镜下观察，而莲叶等可以防水的叶子表面却总是干干净净。
他们发现，莲叶表面的特殊结构有自我清洁功能。
莲花出污泥而不染，自古以来就被人们认为是纯洁的象征，所以这一自我清洁功能又被称为“荷叶效应”。
一、基本概念及原理荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟基OH-、氨基NH-等极性基团，在自然环境中应该很容易吸附水分或污渍。
但荷叶叶面却呈现具有极强的拒水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自洁效应"。
通过扫描电子显微镜图像，可以清晰地看到，在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”（每两个小山包之间的距离约为20－40μm）在山包上面长满了绒毛，在山包顶又长出了一个个馒头状的“碉堡”凸顶。
整个表面被微小的蜡晶所覆盖（大约200nm－2μm）。
因此，在“山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄、只有纳米级厚的空气层。
这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触，由于空气层、“山包”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。
雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是"荷叶效应"的奧妙所在。
二、应用领域模仿莲叶自洁的功能，可以应用于表面纳米结构的技术，可开发出自洁、抗污的纳米涂料。
有些纳米涂料里渗有二氧化钛的物质。
将二氧化钛等纳米微粒加到衣服的纤维里头可使普通的衣服化身为可防震、除臭、杀菌，最重要的是自洁。
荷叶效应机理
荷叶效应机理介绍荷叶效应是指一种自然现象，即在雨水滴到荷叶表面时形成球状水滴，不粘在叶片上，而是迅速滚落。
这一现象在植物界中并不罕见，许多植物都具有荷叶效应。
荷叶效应的机理涉及到多个因素，包括叶片表面形态、叶片化学成分以及雨滴动力学特性等。
在本文中，我们将深入探讨荷叶效应的机理以及其在植物生长和生存中的作用。
荷叶效应的特征荷叶效应具有以下几个显著特征： 1. 水滴呈球状：在滴落到荷叶表面时，水滴会自动形成球状，表面几乎没有接触到叶片。
2. 迅速滚落：形成球状水滴后，滴落速度非常快，通常只需要几毫秒到几十毫秒的时间。
3. 不粘附叶片：与普通叶片不同，水滴不会附着在荷叶表面，而是滚落下来。
荷叶效应的机理荷叶效应的形成与多个因素密切相关，下面将逐一探讨这些因素及其作用。
叶片表面形态荷叶的表面形态是荷叶效应产生的关键因素之一。
荷叶表面呈现出微微上翘的形态，这种形态导致了水滴与叶片之间的接触面积减小。
当雨滴滴落到叶片上时，水滴在叶片表面快速弹起并形成球状，从而减小了与叶片的接触面积，使水滴更容易滚落下来。
叶片化学成分除了表面形态外，叶片的化学成分也对荷叶效应起到了重要的影响。
荷叶上存在一种称为蜡质的覆盖物，它可以使叶片表面变得更加光滑。
这种光滑表面减少了水滴与叶片之间的摩擦力，进一步促使水滴快速滚落。
雨滴动力学特性除了叶片的特征外，雨滴本身的动力学特性也对荷叶效应的形成起到了关键作用。
由于荷叶表面形态的独特性，雨滴在落到荷叶上时能够迅速反弹。
这种反弹作用使得雨滴能够迅速离开叶片，减少了与叶片接触的时间和接触面积。
荷叶效应的生物学意义荷叶效应在植物的生长和生存中具有重要的生物学意义，主要表现在以下几个方面：防止病原微生物滋生由于荷叶效应使得水滴迅速滚落，减少了水滴在叶片上的滞留时间，从而减少了病原微生物在叶片上滋生的机会。
这对植物的健康生长起到了重要的保护作用。
收集水分尽管荷叶表面不吸附水滴，但荷叶却能够有效收集雨水。
荷叶效应与拒水拒油织物
１ 拒水拒 油机 理
拒水 和拒 油都 是 以有 限的润湿 为条件 和前提 的 ，表 示在静 态条 件下 ．反抗水和
此 界面 上 不能 自行铺 展 ，从而达 到 拒油 目的 。表 卜 ｌ 出 了一些常 见聚 合物 固体表 面 列 的 临界表 面张 力 。 表 卜Ｉ 不同 聚 合物 的临 界表 面张 力
固 体
一
： ・ Ｙ
固表 体面 石 蜡
ＹＮｎ ・’ ｃ ｌ ／ ’ ２１ ６０ ｘ｝
１２ 临 界表 面 张 力 ． 液滴在 固体 表 面上 受到下 列平 衡 力的作 用 ．三相交 界点 的 合力 为零 。液 滴在 固
＼ ■ 、
体表面 上的接 触 角主要 决定 于固体 和液 体 的表面 能 以及 液 体与 固体 的 界面能 。根 据
Ｙｕｇ ｏ ｎ 方程 式 ：
Ｙｓ － ＋ ＹＬＣＯＳ Ｌ Ｙｓ Ｏ＝０
聚烯 ｊ３ ｌ 乙 １＿ Ｘ３ ０
全丁 氟酸
而 液 体表面 张 力大 于 Ｙ。 ，则 不 能在 固体 表面 自行铺展 。 Ｙ。 者 值越低 ，能在 此 表面上 铺展 的液体越 少 ，其润 湿 性越 差 。因而 ，若 改变 固体表 面的 临界表面 张 力 ，使 Ｙ 降 低 ．则其拒 水性提 高。随着 Ｙ 值 的降低 ， 当低 于油 的临 界表面 张力时 ．则必 使油 在
图23rf化合物处理织物的表面拒水拒油织物的性能测试31拒水级别测试对织物的拒水级别的测试一般用淋水性能测试方法大多参考aatcc221997实验方法截取1818的试样一块紧绷于试样夹持器金属弯曲环上并以45放置使织物的经向顺着布面水珠流下的方向实验面的中心在喷嘴表面中心下的150mm处将250ml冷水迅速倾入玻璃漏斗中使水约在2530s内淋洒于织物表面淋洒完毕取起夹持器使织物正面向下成水平然后对着这一硬物轻敲两次将实验织物与标准图片对照评定拒水级别
荷叶不沾水的原理应用
荷叶不沾水的原理应用原理解释荷叶不沾水是因为其表面存在特殊的微观结构，这种结构使得水滴落在荷叶上时会形成球状，在叶面滚动，而不被吸附。
这一现象被称为“莲叶效应”。
莲叶效应的原理1.微观结构：荷叶表面存在许多微小的凸起，形成了一个类似蜂窝状的结构。
这些凸起足够小，使得水分子无法进入其间隙，从而形成了水滴在表面上的稳定状态。
2.疏水性：荷叶表面的微观结构覆盖有疏水物质，如蜡质，这些物质具有疏水性，即不易与水接触。
当水滴接触到疏水物质时，会受到排斥而形成球状，从而不与荷叶表面直接接触。
3.自清洁：当水滴滚落时，带走了表面的尘埃和污垢，保持了荷叶表面的洁净。
莲叶效应的应用1.防污涂层：借鉴莲叶效应的原理，科学家们开发出了一系列防污涂层，将其应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
这些涂层能够有效阻止污垢和液体的附着，减少清洗和维护成本。
2.纺织品防水处理：通过在纺织品表面加工特殊的微观结构和疏水物质，可以使得纺织品具有防水功能，不易沾湿。
这在户外服装、雨伞等领域有着广泛的应用。
3.微流控技术：莲叶效应的原理也被应用于微流体控制技术中。
通过设计特殊的微观通道结构，可以精确地控制液体在微尺度下的流动，从而实现微流体混合、分离等操作。
4.人造莲叶表面：受到莲叶不沾水的启发，科学家们研究出了一种具有类似效果的人造表面。
这种表面可以应用于水箱、瓶子等容器，使得其中的水滴不易附着，保持容器的干燥和清洁。
结论荷叶不沾水的原理，即莲叶效应，是由微观结构和疏水性共同作用造成的。
基于这一原理，科学家们在各个领域进行了广泛的应用研究，取得了显著的成果。
从防污涂层到微流控技术，莲叶效应的应用给人们的生活和科技发展带来了许多益处。
我们相信，随着对莲叶不沾水原理的深入研究，将会有更多的应用领域被发掘出来。
荷叶不沾水的原理
荷叶不沾水的原理
荷叶不沾水，是一种常见的自然现象，也是人们常常赞美的一种美好状态。
那么，荷叶不沾水的原理是什么呢？这其实涉及到一些生物学和物理学的知识。
首先，我们来看一下荷叶的表面结构。
荷叶表面有微小的凹凸，这些微观的结构使得荷叶表面呈现出一种特殊的疏水性。
当水滴接触到荷叶表面时，由于表面张力的作用，水滴会以近似球形的形态保持在荷叶表面上，而不会渗透到荷叶表面之下。
这种现象也被称为“莲叶效应”。
其次，荷叶表面的疏水性还与荷叶表面覆盖的一层蜡质有关。
这层蜡质可以阻止水分子的渗透，使得水滴在荷叶表面上滚动时，不会与荷叶表面直接接触，从而实现了“不沾水”的效果。
此外，荷叶表面的微观结构和蜡质层还能够减少尘埃和污垢的沾附，保持荷叶表面的清洁和光滑。
这种特殊的表面结构不仅有利于荷叶的光合作用，还使得荷叶在雨水冲刷后能够迅速恢复干燥状态，减少病菌和真菌的滋生。
总的来说，荷叶不沾水的原理是多方面因素共同作用的结果。
荷叶表面的微观结构和蜡质层，使得荷叶表现出疏水性，水滴在其表面上呈现出球形滚动，不与荷叶表面直接接触，从而实现了“不沾水”的效果。
这种自然现象不仅令人赞叹，也启发了科学家们在材料表面设计和防污涂层等领域的研究和应用。
以上就是荷叶不沾水的原理，希望能够对大家有所启发。
为什么荷叶上的水滴可以不被吸附
为什么荷叶上的水滴可以不被吸附荷叶上的水滴之所以不被吸附，是因为荷叶表面具有独特的微观结构和化学成分。
这种特殊的结构和成分使荷叶表面能够形成水滴之间的强烈凝聚力，从而形成了荷叶上的水滴不易被吸附的现象。
本文将从微观结构和化学原理两个方面进行论述，解释荷叶上水滴不易被吸附的原因。
一、微观结构荷叶表面具有一层由微小的起伏覆盖的蜡质表皮，这些起伏形成了一系列的微观结构。
这些微观结构主要由许多微细的微丘和微沟组成，形状呈现出丰富的多面体。
此外，这些微观结构之间存在一定的间隙。
这种独特的微观结构使得荷叶表面呈现出超疏水特性，使水滴不易被吸附。
当水滴接触到荷叶表面时，水滴与微观结构之间的接触面积非常小，只占到整个水滴表面积的一小部分。
这是因为微观结构的突起使得水滴只能与这些突起接触，并形成了一种“空气墙”的效应。
这样的接触面积非常小，导致了水滴在荷叶表面上以近乎球型的形状存在。
在这种近乎球型的形状下，水滴与荷叶表面之间的接触面积减小，相应的摩擦力也减小，因此水滴在表面上滑动的阻力很小。
这种减小的阻力使得水滴不易被吸附，而是能够迅速滑落。
此外，荷叶表面的微观结构还能够为水滴提供一定的支撑力，使得水滴保持相对稳定的状态，不容易被外力破坏。
二、化学原理除了微观结构外，荷叶表面的化学成分也对水滴不易被吸附起到了重要的作用。
荷叶表面的蜡质覆盖物主要由蜡类物质组成，这些蜡类物质中含有丰富的疏水基团。
疏水基团能够降低表面的表面能，使得水滴在表面上呈现出较高的接触角，从而使得水滴不易被吸附。
此外，荷叶表面的蜡质还能与水分子之间形成氢键。
由于氢键的存在，水滴在荷叶表面上可以形成一种相对稳定的结构，使得水滴具有一定的自洁能力。
当水滴滴落在荷叶表面时，它会通过滑动和振荡的方式将污垢带走，保持荷叶表面的清洁。
综上所述，荷叶上的水滴不被吸附的原因主要是由于荷叶表面具有特殊的微观结构和化学成分。
这些特性共同作用，使得荷叶表面呈现出超疏水特性，水滴在其上不易被吸附。
荷叶为什么不沾水？超高分辨率显微镜下，才知出淤泥而不染的原因荷花莲藕
荷叶为什么不沾水？超高分辨率显微镜下，才知出淤泥而不染的原因荷花莲藕展开全文夏季是赏荷花的季节，现如今的荷花开得正艳，随便一拍都是风景。
但是小小的荷花也有秘密，它们的秘密就是水滴永远也无法留在荷叶表面，这就是周敦颐在《爱莲说》所说的：出淤泥而不染。
虽然我们敬仰它们“出淤泥而不染”的品质，但是对它们是怎么做到这一点却并不清楚，本文带你了解一下。
显微镜下的荷叶如果你将荷叶放在超高分辨率显微镜下可以发现，荷叶表面存在着许多微小的乳突，平均每个乳突的大小为6-8微米，平均高度为11-13微米，乳突之间的间距为19-21微米。
而每个乳突上面又分布着许多直径只有200纳米的乳突。
更为重要的是，乳突上还有一层蜡质物体，这些蜡质物体本来就具有疏水性。
荷叶上面是多重纳米和微米级的超微结构，并且是多重凸出，每个乳突与凸起在荷叶表面上形成了一个又一个的“小山包”，小山包的底部充满着空气，这样就使得叶子表面有一层只有纳米厚的空气膜。
当小水滴落在叶面上时，此时小水滴就会因为叶片空气的张力而凝结成圆圆的雨滴，然后再落下去。
达到“出淤泥而不染”的目的，这也被称之为“荷叶效应”。
事实上，除了荷叶之外，还有许多水生植物也存在着“荷叶效应”，比如：睡莲、王莲等，那么问题来了，它们究竟遇到了哪些压力，为什么要不约而同演化出“疏水”结构呢？荷花为什么要出淤泥而不染？荷花之所以要出淤泥而不染，其实是为了生存。
在种植莲藕时，当地农民会将一节节莲藕埋藏于水塘底部，当环境适宜时，莲藕就会长出细小的莲鞭。
莲鞭并不是莲藕，它们相当于荷花的茎，长出一节莲鞭后，莲鞭节上就有一个芽，能够长出一个荷叶，如果荷叶是浮叶，也就是荷叶漂浮在水面上，那么该莲鞭就不会发育出花芽。
走但如果荷叶是挺叶，也就是挺在水面上，那么在叶子旁边就会有一个花芽，未来能够开出一朵花。
等到秋季时，气温变得不再适宜荷花生长，此时莲鞭就会长出终止叶，并不再生长，而地下根茎为了来年繁衍，会生长出膨大的莲藕。
荷叶不沾水的原理
荷叶不沾水的原理
叶的叶面不沾水的原因是因为荷叶表面有着许多的蜡状突起物质，这是一种非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构，荷叶的叶片表面上乳突的平均大小约为10微米，而每一个乳突由许多直径200纳米左右的突起物质组成，当接触到雨水的时候，就会让雨水形成球状，吸附荷叶上的灰尘。
在小时候，看到荷叶的叶片上面，每次下雨时候都会聚集一粒粒小水珠，但是似乎从来都没有沾湿过叶片，反而会在荷叶上面形成一个个如同水晶珠一般圆滚滚的水球，然后划出荷叶的叶片范围内。
这究竟是一个怎样的原理呢？为什么水不能够沾在荷叶上？今天我们就来了解一下荷
叶不沾水的这种植物冷知识。
如果我们仔细观察荷叶的表面，它并不像我们肉眼所见的那样光滑无痕，而是在上面有着密密麻麻的突状物质，在这些乳突状结构的凹陷部分充满了空气，能够在荷叶上面形成一层纳米级厚度的空气层，所以这也是在叶片上面形成了一道极薄的空气膜，再加上荷叶能够分泌了一些植物蜡质，所以当灰尘和雨水落在荷叶上面的时候，就能够形成一种特殊的“荷叶自洁效应”。
“荷叶自洁效应”就是通过荷叶上面的水珠，将叶片表面的灰尘给吸附带走，这样就能够让荷叶一直都保持洁净的状态。
而荷叶为什么能够让雨
水在上面形成水珠呢？那是因为荷叶表面的这些乳突状结构物质具有极强的疏水性，所以雨水会在自身的表面张力作用下形成球状，而合页表面的蜡状物质也能够阻挡雨水的侵蚀，这让形成球状的雨水在荷叶上面滚动着，顺便吸附灰尘，最后会因为重心作用而滚出荷叶表面。
荷叶防水原理
荷叶防水原理荷叶是一种常见的水生植物，其叶片表面有着独特的防水特性，使得水滴在其表面上呈现出珠状，不易被吸收。
这种防水原理一直以来都备受科学家们的关注和研究。
荷叶防水原理的发现对于材料科学和工程技术领域具有重要的意义，可以为防水材料的设计和制造提供新的思路和方法。
荷叶表面的防水效果主要源自于其微观结构。
荷叶表面呈现出一种微米级的粗糙结构，这种结构使得水滴接触到荷叶表面时无法完全展开，而是呈现出球状。
同时，荷叶表面的微观结构还使得水滴在表面滚动时摩擦力极小，从而使得水滴很难在荷叶表面停留，更不易被吸收。
这种微观结构的设计和作用原理为我们提供了一个重要的启示，即通过设计特殊的微观结构可以实现防水效果。
除了微观结构外，荷叶表面还覆盖着一层特殊的蜡质物质，这种物质对水具有很强的疏水性，使得水滴在其表面无法附着，从而实现了防水效果。
这种蜡质物质的存在为我们提供了另一种防水材料设计的思路，即通过表面涂覆特殊的疏水性物质来实现防水效果。
荷叶防水原理的研究不仅有助于我们对自然界的了解，还为我们提供了许多新的防水材料设计的思路。
在实际应用中，我们可以借鉴荷叶的防水原理，设计制造出各种防水材料，如防水服装、防水涂料、防水建筑材料等。
这些材料的问世将会极大地改善人们的生活质量，保护人们的财产安全，推动防水材料领域的发展。
总的来说，荷叶防水原理是一种非常有价值的自然现象，其研究成果对于防水材料的设计和制造具有重要的意义。
通过深入研究荷叶防水原理，我们可以不断地开发出新的防水材料，为人类的生活和生产带来更多的便利和安全保障。
希望未来能够有更多的科学家投入到这一领域的研究中，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
荷花原理相反的原理
荷花原理相反的原理荷花原理是指荷花生长在污水中，由于其叶片表面有一层特殊的纳米结构，使得水滴无法附着在叶片上，从而将污水中的有害物质与水分分离。
荷花原理的一个重要应用就是在水处理领域，可以用于纳米级别的污染物的过滤和分离。
相反的原理可以是水黏性原理，也就是水对某些物质表面的吸附和附着能力。
在自然界中，我们可以观察到很多现象表明水具有较强的黏附作用，比如，水滴在被装修过的汽车表面上留下水渍或者是水分从容器的壁面下滴落。
水黏性原理可以运用于许多实际应用中。
首先是在清洗领域，如果我们使用一种有较强黏附能力的清洗剂，可以更有效地去除污垢。
例如，使用含有肥皂成分的洗衣液时，肥皂分子可以将污垢黏附到水分子上，然后再通过冲洗的方式将它们从物体表面移除。
第二个应用是在涂层和漆料领域。
对于一些需要防水、防潮或者减少摩擦的产品，我们可以选择一种具有较强黏附能力的涂层来实现这些功能。
涂层黏附在产品表面形成一层薄膜，使得水分无法渗透到产品内部或者减少产品的摩擦，从而延长产品的使用寿命。
第三个应用是在生物医学领域。
水黏性原理可以用来设计一种有效的药物释放系统。
例如，我们可以在药物颗粒表面包裹一层具有较强黏附能力的材料，当药物颗粒进入体内后，水分子可以将这层材料黏附在颗粒上，从而延缓药物的释放速度，提高药效。
除了以上应用外，水黏性原理还可以在液体分离、润滑、纳米粒子制备等领域有着广泛的应用。
当然，相比荷花原理，水黏性原理的应用还有一定的局限性，主要表现在黏附效果不稳定、易受温度等环境因素影响等方面。
总结起来，荷花原理和水黏性原理是相反的原理。
荷花利用特殊的纳米结构使得水滴无法附着在叶片上，而水黏性原理则是指水具有对某些物质表面的吸附和附着能力。
这两种原理在水处理、清洗、涂层、医药和生物医学等领域都有着不同的应用。
荷叶效应机理
荷叶效应机理荷叶效应是指荷叶在水面上漂浮时，其表面积随着水位的变化而变化的现象。
这个现象在科学界引起了广泛的关注，并且被广泛应用于工程设计和生物学研究中。
荷叶效应的机理十分复杂，涉及到物理学、力学和生物学等多个学科的知识。
我们来看一下荷叶的结构。
荷叶的表面覆盖着许多微小的绒毛，这些绒毛在水面上形成了一层微观的气体膜。
这层气体膜具有很好的防水性能，可以阻止水分渗透到荷叶的内部。
同时，荷叶的表面还有许多微小的凹凸结构，增加了其表面积。
当荷叶漂浮在水面上时，其表面积受到水位的影响而变化。
当水位上升时，荷叶的表面积会增大，这是因为荷叶的边缘部分被水浸泡，使得荷叶的边缘部分展开，表面积增加。
相反，当水位下降时，荷叶的表面积会减小，荷叶的边缘部分被水退却，导致表面积减小。
这种表面积的变化对荷叶的生长和生存起着重要的作用。
首先，荷叶的表面积决定了它的光合作用能力。
荷叶通过光合作用将阳光转化为化学能，为自身提供能量。
表面积增大可以使荷叶吸收更多的阳光，提高光合作用效率。
其次，荷叶的表面积还影响了水分的蒸发和吸收。
荷叶通过蒸腾作用从根部吸收水分，并将水分蒸发到空气中。
表面积增大可以增加蒸腾作用的效率，提高荷叶的水分吸收能力。
荷叶的表面积还对其抗风能力和抗病虫害能力产生影响。
荷叶表面积的增加可以增加其与空气的接触面积，增加了风的阻力，减小了荷叶在风中的摆动幅度。
同时，荷叶的表面积增大也可以提高其与病虫害的接触面积，增加了病虫害的侵袭难度。
荷叶效应是荷叶在水面上漂浮时表面积随水位变化而变化的现象。
这种现象不仅仅存在于荷叶上，还存在于其他植物和物体上。
荷叶效应的机理涉及到物理学、力学和生物学等多个学科的知识，是一个十分复杂的问题。
通过研究荷叶效应，我们可以更好地了解植物的生长和生存机制，为工程设计和生物学研究提供参考和指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
防水防油防污纺织材料
一、荷叶效应 荷叶的“自洁性”源于其表面的微细结构，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 1nm 蜡质晶体所覆盖。
图 1 荷叶表面结构 在这些微小的凹凸之间，储存着大量的空气。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。
图 2 荷叶自洁原理示意图 通过上面的荷叶效应可知，材料表面拒水必须具备以下条件： 1) 水在其表面接触角大于 90； 2) 材料表面必须是粗糙的，而且粗糙程度必须是纳米水平或接近纳米水平。 二、拒水拒油整理原理 拒水、拒油和易去污整理的本质是在织物表面施加一层特殊结构的物质，使其由高 能表面变为低能表面，以此获得具有拒水、拒油、易去污效果的织物，且表面能愈小效 果愈好。一般“三防”整理是通过控制表面粗糙度与降低表面能，使其与水或油的接触角 高于 120º ，来达到拒水拒油的效果。 1、接触角 液滴在固体表面上的接触角主要决定于固体和液体表面能， 以及液体与固体的界面
图 3 接触角定义 当液滴落在织物表面上时，只会出现两种情况： 1) 当接触角小于 90º 时，液滴开始呈图 3(b)的形状，但在极短的时问后，液滴就会向四 周扩散并渗入织物中。 2) 当接触角大于 90º 时，液滴呈图 3(c)的形状。接触角越大，保持的时间越长。织物倾 斜时，液滴会滚落。 2、润湿方程 拒水、拒油的条件是固体界面张力必须小于液体的表面张力 3、粘附功和内聚功 确定固体表面能比较难，所以由表面能判断是否润湿也不太容易。然而，接触角和 液体的表面张力是较易测定的。而通过物体的表面张力，容易得到液、固接触时的接触 角，从而确定是否润湿。θ 越小，固体容易被液滴润湿，反之，固体就有不同程度的抗 湿性能。 若要水或油滴在固体表面成珠状，则必须使固体界面张力小于液滴的界面张力。 4、临界表面张力 固体的界面张力一般都用外推法间接测定， 这种方法测定的固体的界面张力称为固 体的临界表面张力 γc。表面张力低于固体的 γc 的液体，能在该固体表面随意铺展和润 湿，而表面张力高于固体 γc 的液体，则在固体表面形成不连续的液滴，其接触角大于
2
零。 E. G. Shafrin 等提出“可润湿性组成定律”，强调表面组织对润湿行为的影响。认为 有机物表面的可润湿性由固体表面的原子或暴露的原子团的性质和堆集状态所决定， 与 内部原子或分子的性质和排列无关。 表 1 一些常见液体的表面张力
表 2 油的润湿和渗透，不仅取决于织物中纤维表面的化学性能，还与织物的 几何形状、表面粗糙度、织物毛细管间隙的大小以及织物上残留的其他物质有关。 三、防水和拒水整理区别 1）防水整理 防水整理是在织物表面涂有一层不溶于水的薄膜，使处理后的织物不透水。一般防 水涂层不透水，也不透气，适用于工业用品。防水透湿涂层不透水，但透气、透湿，适 用于服用织物。 2）拒水整理
3
水整理是在织物上施加拒水整理剂，改变纤维表面性能，使织物不易被水润湿，但 仍能透气。拒水整理分为以下三种：1）不耐久性拒水整理；耐 5 次以下洗涤；2）半耐 久性拒水整理-耐 5-30 次洗涤；3）耐久性拒水整理-耐 30 次以上洗涤。 四、拒油整理和易去污整理 1、拒油整理。当织物通过油类液体而不被油润湿时，就称该织物具有拒油性能或防油 性能。为使织物具有这种防油类沾污特殊性能所使用的助剂就是拒油剂。拒油原理和拒 水原理极为相似，都是改变纤维表面性能，使其临界表面张力降低。而拒水整理比拒油 整理简单，只要使纤维表面经表面改性后对表面张力较大的水（ 70.6mN／m)能产生较 大的接触角，就能达到拒水的目的。而拒油整理是使纤维表面改性后临界表面张力大幅 度下降， 对表面张力较小的油(20-40mN／m)也产生较大的接触角， 使纤维产生拒油的效 果。拒油整理剂中多有有机氟化合物。一般采用织物浸轧后整理工艺： 浸轧有机氟整理剂乳液预烘焙烘平洗烘干。 2、易去污整理。适用于合纤及其混纺织物，使沾污在织物上的污物易于去除，减少洗 液中的污垢对织物的再沾污。提高纤维的亲水性，易去污整理剂有聚环氧乙烷嵌段共聚 物和丙烯酸共聚物等。 五、拒水、拒油整理剂 国内外生产和使用的主要拒水、拒油整理剂有以下几种：1）铝皂和鋯皂；2）蜡和 蜡状物；3）吡啶类衍生物（毒性） ；4）羟甲基三聚氰胺衍生物；5）有机硅型；6）含 氟化合物。 拒水剂一般选用烷基 （－CnH2n+1, n＞16） 为拒水基团， 拒油剂必须选用全氟烷基 （ － CnF2n+1, n＞7）为拒油基团。 六、拒水、拒油整理方法 1、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜层压法。层压织物拒水拒油性能好，耐水洗，耐水压高，但 需要专门的层压设备，一次投资比较大，成本高。国外比较好的 PTFE 薄膜主要有美国 高尔公司的 Gore-Tex 薄膜和荷兰 AKZO 公司的 Sympatex 薄膜， 国内主要有总后军需装 备研究所研制的薄膜。 2、 氟碳化合物浸轧整理法 目前市场上常见的拒水、拒油氟碳化合物主要有美国杜邦公司的 Zepel1588 和 Teflon；日本旭硝子的 AG480 和 AG710；日本大金公司的 TG410、TG527；日本日华的 EC5O 等。一般采用浸轧烘焙工艺：
4
浸轧织物(轧余率 70-80%)→预烘(80-100℃，5-10min)→焙烘(150-170℃，2-3min) 3、 涂层整理 采用涂层技术是实现拒水、防水整理的常用手段。目前织物涂层整理剂主要有聚丙 烯酸酯、聚氨酯、有机硅弹性体和聚氯乙稀树脂等类型，其中水溶性聚氨酯类涂层胶应 用较为广泛。 涂层可以显著提高织物的耐静水压指标， 但要考虑对透湿量和手感的影响， 为了获得较好的整理效果，可采用拒水浸轧整理与涂层整理相结合的工艺。 工艺流程： 半成品→浸轧拒水整理剂→预烘→拉幅烘干→涂层→烘干→焙烘→整装 七、拒水拒油性能指标 5 级（最高）：经测试面料表面没有沾到任何油迹或水迹； 4 级：经测试面料表面沾有少量或微量的油迹或水迹，但不渗透，抖一下就会掉； 3 级：经测试面料表面沾有少量油迹或水迹，抖一下会掉，但表面仍有少量残留； 2 级：经测试面料表面有明显沾油或沾水，并且有渗透； 1 级：经测试面料中有明显渗透。 正常 3 级以下为不合格。 八、应用 拒水拒油服装既能抵御雨水、油迹、寒风的入侵，保护肌体，又能让人体的汗液、 汗气及时地排出，从而使人体保持干爽和温暖。拒水拒油服装可以用于劳动保护服装、 军服、运动服，例如钻井、修井、物探、测井等接触油水介质频繁的工人的工作服，而 且也可以用于制作风、雨衣。应用在装饰、产业领域中的拒水拒油功能的餐桌布、汽车 防护罩、旅行包、旅行装、帐篷等也备受青睐。因此它具有广阔的发展前景。
1
能。液滴在固体表面上受到下列平衡力的作用，三相交界点的合力为零。 当一滴液体滴在某一固体表面上时，会出现如下情况： 1) 液体有可能完全铺展在固体表面上形成一层水膜，这种情况为液体完全湿润固体。 如图 3 中(a)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， 这个角称为接触角。 当 0º < θ <90º 时，如图 3 中(b)所示，液体部分湿润固体； 当 90º < θ < 180º ，如图 3 中(c)所示，液体不湿润固体。