蓮花“出淤泥而不染”的秘密

小翟

一提到蓮花，人們就自然會聯想到蓮葉上滾動的露珠，也許還會想到宋代文人周敦頤的《愛蓮說》，對“蓮之出淤泥而不染”的高尚品格肅然起敬。

20世紀70年代，德國植物學家在研究植物葉面時發現，光滑的葉子表面有灰塵，要先清洗才能在顯微鏡下觀察，而蓮葉等葉面卻總是干干凈凈的。他們利用人造的灰塵粒子污染玉蘭、林山毛櫸、蓮花、芋、甘藍等植物的葉面，然后用人造雨清洗兩分鐘，使雨滴滑落，再觀察葉面灰塵粒子的殘留狀況。實驗發現，有些植物葉面殘留的污染物多達40％，而蓮花等植物葉面的污染物殘留比例均小于5％。

這就是所謂的蓮花效應。

那么，這種蓮花效應是如何而來的呢？

通過電子顯微鏡，我們可以觀察到蓮葉表面存在著非常復雜的多重微米、納米級的超微結構。蓮葉表面上有一些微小的蠟質顆粒，并且覆蓋著無數個約10微米的突包，每個突包的表面又布滿了直徑僅為幾百納米的更細的絨毛。在突包間的凹陷部分充滿著空氣，從而使得在尺寸上遠大于這種結構的灰塵、雨水等落在葉面上時，無法大范圍直接接觸葉面，而是隔著一層極薄的空氣，并且能接觸的也只是葉面上若干個凸起的點。

這是自然界中生物長期進化的結果。正是這種特殊的超微結構，使得蓮葉表面不沾水滴，可以保持清潔。當蓮葉上有水時，水會在自身表面張力的作用下形成球狀，風吹動水珠在葉面上滾動時，水珠可以沾起葉面上的灰塵，并從上面高速滑落。這種自潔能力，對防止病原體的入侵也有著特別的意義。像蓮花這樣的植物，就是生長在很“臟”的環境中也不容易生病，因為即使病原體到了其葉面上，一經下雨就會被雨水沖走；如果不下雨，葉面很干燥，病原體還是生存不了。

蓮花的這種自潔功能引起了科學家們的極大興趣。他們努力模仿這種表面，使應用研究迅速發展。20世紀末，基于“蓮花效應”的涂料陸續問世，在越來越多的建筑中得到應用。不久的將來，我們的生活中還將出現不會臟的地板、不會臟的墻壁和沒有灰塵的無線用品。

編輯/申冬梅