一场雷雨,水滴不断地砸落在荷叶上,变成了一个个小水珠。这些小水珠,不仅能停留在荷叶表面,还把灰尘和污垢全都带走了。因为表面结构特殊,荷叶就具备这种“自洁”的功能。
如果高楼大厦的外墙也能像荷叶一样,“蜘蛛人”就不必冒着危险清洗外墙了;如果汽车的外壳像荷叶,一场雨后,也会变得锃亮,不用洗车了……怀着这样的梦想,南京大学化学化工学院的老师和学生们展开了研究,现在已经研制成功了一些仿荷叶的新材料。
荷叶上有好多“小山包”
“我们不得不佩服大自然的鬼斧神工,荷叶就是它的杰作。”南大化学化工学院高分子化学与物理专业的博士生崔喆感慨道。
在显微镜下,可以清晰地看到,荷叶表面布满了很多微小的凸起,看上去就像一个个“小山包”,这些乳突大概有10微米。奇怪的是,在这些山包上又长满了更多的“小山包”,只有纳米级大小。
崔喆还解释,“在‘山包’间的凹陷部分,充满着空气,这就自然形成了一个个‘空气垫’,再加上荷叶本身会分泌出一种植物蜡,水滴落到上面,弹力十足,很容易便滚落了。”
不锈钢片被腐蚀变身“荷叶”
荷叶表面结构特殊,又能分泌植物蜡,从这两个特性着手,南大化学化工学院的师生开始了模拟荷叶的研究。崔喆告诉记者,他们实验室对传统的不锈钢表面进行改造后,已经具备了荷叶的功能。
在实验室里,记者就见到了改造后的仿荷叶不锈钢片。这块不锈钢片有指甲盖大小,摸上去有点粗,但细看上去没什么异样。在不锈钢片上滴了一滴水,晶莹的水珠圆滚滚地呆在不锈钢片上,记者将不锈钢片稍微倾斜了一下,水滴立马滚落了下来,没有在不锈钢片上留下一点水迹。
“改造不锈钢片,大概要分三个步骤。”崔喆解释,他们先用一个特殊工艺对不锈钢片进行打磨处理,让其表面形成一些凹凸,有点类似大些的“山包”,再把不锈钢片放到调配好的强酸溶液中,进行腐蚀处理,这样,一个个更小的“山包”就形成了。最后一道工序,就是在不锈钢片上涂上一层类似植物蜡的物质,比如含氟、硅的涂料。
除了不锈钢片,铜、铁、铝等金属都可以进行类似的改造。
在现实中用途将很广泛
仿荷叶的材料到底能有什么用处呢?崔喆一下子举了好多例子,船在行驶中,常常会有一些海底生物附着在船上,如果用上仿荷叶材料,这些生物就无法再粘在船上了。再拿去年南方遭遇的冬季雨雪天气来说,有些省份的电塔、电线被积雪压得歪曲倒塌,如果用上这些仿荷叶的材料制作电线,这个问题也很有可能会迎刃而解。
“不过,现在这种仿荷叶的材料制作成本太高了,想工业化生产还有些难度。”崔喆说,含氟涂料价格很昂贵,最好能找到更便宜的代替品。
现在,实验室还在进行一种特殊涂料的研制。崔喆认为,最理想的状态就是,只要抹了这种涂料,就能够拥有类似荷叶的表面。汽车、建筑外墙等都可以用上,一旦涂上,就可以自己“洗澡”了。
快报记者 谢静娴