荷叶效应

展望：
仿生荷叶的研究与产品的开发将会给纺织、化 工等诸多社会行业带来新的发展，为企业产品带 来新的竞争力。随着科技的发展，会有越来越多 的“荷叶效应”产品出现，从而更好地改善人们 的生活。
参考文献：
[1]常涛，李德义.浅谈仿荷叶效应的防水织物.山西纺织.2002.3 [2]林益宣.仿生学在建筑涂料中的应用.上海涂料.2005.1 43卷，第 01/02 [3]陕西建筑与建材.2004.12.总第114期 [4]技术创新.2005.第10期 [5]现代化工.第23期第6卷 [6]瞿金东.彭家惠.陈明凤.张华洁.夏娟.武海龙.自清洁外墙涂料的研 究与应用.涂料工业.2006.1第36卷第1期
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"能自洁叶面的奧妙所在。
荷叶的微观结构
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）。
荷叶效应及应用
主要内容
1、引言 2、荷叶效应的原理 3、荷叶效应的应用 4、参考文献
Leabharlann Baidu 引言
在日常生活中，当雨停了的時候，某些植物显得 很湿润，而另一些植物则立刻就干了，而且显得 很干净。这种仅通过水而使其表面彻底清洗（例 如通过以雨水的形式）的能力通常称作自洁效应， 因为它不用添加任何洗涤剂或者额外的机械作用。 在植物中最有名、可能也是最理想的代表就是荷 叶。即使是从淤泥水中出来，荷叶表面也是非常 干净的。
3、荷叶效应防水漆
卫生间是家庭中湿气最重的区域，所以人们在 天花板、墙壁和地面的处理上总是把防水放在第 一位，瓷砖和铝扣板的使用频率最高。其实卫生 间的墙壁完全可以用防水漆来粉刷。采用荷叶表 面技术，加强了防水透气性，确保墙面不受水汽 侵蚀漆膜的牢固性不仅抗得住卫生间的潮气，甚 至能适用于建筑的外墙。
荷叶表面的电镜扫描图
表面润湿原理
当雨滴接触荷叶表面时，荷叶表面和雨滴同时被 周围的空气所包围。这样就有三种物质互相接触 ，固体，液体和气体。这三种物质的边界作用决 定了水滴的形状和液体如何在固体表面散开，也 就是如何润湿固体底面。对亲水性的粗糙表面， 越粗糙越易被润湿，对疏水性表面，越粗糙越不 易被润湿。
粗糙的疏水表面使水不能进入叶子内部，仅在叶 面形成水珠，水和叶子表面间的接触面积只有 2%-3%,从而降低两者间的摩擦力，使水滴极易 从叶面滚落而不沾污叶面，表现出良好自洁性。 当液面沾有尘埃等固体微粒时，尘埃能被水润湿 ，沾污在水滴上，并随水滴的滚落而被洗掉。即 使是疏水性污垢，也由于其与叶面上凸起部分的 接触面积极小，使水和油污的黏着力大于叶面凸 起部分上蜡晶与油污间的黏着力，而易于随水滴 的滚落而被洗去。
4、荷叶玻璃
纳米荷叶玻璃看上去 洁净、透明，与普通 玻璃并无二致，但它 的安全性、自洁性、 憎水性却是普通玻璃 所无法比拟的。它的 与众不同就在于那层 高科技含量的“外衣 ”—纳米 膜。这层膜使玻璃宛 如一张透明的荷叶， 水滴其上，恰似雨打 荷叶，瞬间滚落，不 留踪迹。
荷叶玻璃这项技术基于自组织软涂层，在工业 生产中被称为涂层玻璃。此种玻璃是超拒水和自 清洁的，具有相当好的物理化学稳定性。涂层应 是透明的，不透光的或是无色的。自组织软涂层 具有制造与荷叶类似表面的所有的成分，包括功 能性涂料，微粒，粘合剂以及运输媒质。可以应 用我们早已熟知的技术，比如说用屏幕或罗拉印 刷技术，电子釉光技术和喷雾等。
荷叶
荷叶效应乳胶漆
2、仿荷叶织物
目前已经有很多报道关于成功地利用各种不同 的表面处理技术来形成聚合物和无机物超拒水表 面。毫无疑问，超拒水和自清洁的“荷叶纤维” 能给纺织工业带来经济效益，可以不用在织物后 整理中加入降低表面摩擦或是拒水的工序。当水 通过这样的表面时，将会有一个自清洁的过程。
如果表面是光滑的，则灰尘微粒能够更强地贴附 在完全光滑的表面而不是水滴表面，滴落的水滴 只是把它稍微推到一边。但是，如果表面是粗糙 的，则灰尘将会更好的贴附于水滴表面而不是粗 糙表面，然后随着水滴滚落。
荷叶效应的应用
1、荷叶效应乳胶漆
荷叶效应乳胶漆就是能保持外墙面干燥清洁的一 种建筑涂料，它是仿生学在建筑涂料中应用的一 个例子。 这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳 化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳 米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子 的表面结构，达到拒水保洁功能。
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以下条件： 首先应使纤维表面具有基本的拒水性能； 其次使织物具有粗糙的表面，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，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。
荷叶效应能够在理论上突破常规的拒水材料研 制思路，将降低材料的表面能和产生微观结构的 粗糙度结合起来，使织物的拒水性提高，并使织 物具有良好的透气性，其应用前景非常广阔。
脏物不会粘贴在表面，甚至是像蜂蜜、油等球 形的粘稠液体滴在此种玻璃上，也会自动滚落或 者可以用一点点水把它清洗掉。这种玻璃的的用 途非常广泛，因为易于清洗而且很容易干。可以 用在建筑玻璃屋顶，生物技术，汽车的前玻璃窗 ，能量及环境工程以及其它的自动化应用领域中 。
5、模拟荷叶制造憎水性膜
这种膜能模拟荷叶，在表面上如有水，这些水 就会聚成珠而滚掉，因此即使在下大雨时其表面 也能保持干燥状态。小水滴在滚动时还能将灰尘 粒子集合在一起，因此表面有“自清洗”作用。 这种膜可用普通气溶胶喷涂到表面上。当喷涂层 的憎水作用被磨掉时，很容易进行再次喷涂。
荷叶效应机理
荷叶自洁效应
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 "。