понедельник, 21 января 2013 г.

Что такое "эффект лотоса"?...

Лотос -  одно из прекраснейших водяных растений на планете, его цветки не только очень красивы, но и чисты даже тогда, когда вода вокруг мутная и грязная. Листья и цветки лотоса не смачиваются водой, поэтому капли воды скатываются с них, как шарики ртути, не оставляя следа и смывая всю грязь. Даже каплям клея и меда не удается удержаться на поверхности листьев лотоса. Удивительно, но такими же уникальными свойствами обладают листья и других растений, в частности,
магнолии и обыкновенной капусты.
 Изучение строения листьев лотоса показало, что вся поверхность листа покрыта микропупырышками высотой около 10 мкм, а сами пупырышки, в свою очередь покрыты микроворсинками еще меньших размеров. Изучение состава ворсинок показало, что они, как и поверхность многих растений, состоят из воска, который плохо смачивается водой. Изучая формы листьев лотоса и магнолии, обнаружили, что краевой угол листа лотоса составляет более 160, тогда как для листьев магнолии, которые также покрыты воском, краевой угол равен лишь 54. Значит именно пупырчатая структура поверхности листьев лотоса значительно уменьшает их смачиваемость, в 3 раза увеличивается краевой угол. Причина в том, что капля воды, попав на поверхность листа лотоса, похожего на массажную щетку, не проникает между пупырышками, так как этому мешает высокое поверхностное натяжение жидкости. Чтобы проникнуть между микропупырышками, капле надо увеличивать свое поверхность, а это энергетически невыгодно. Поэтому капля “парит на пуантах”, между которыми находятся пузырьки воздуха, а это значительно уменьшает силы адгезии между каплей и поверхностью листа лотоса. Это значит, что капле невыгодно растекаться и смачивать колючую поверхность листа, и она сворачивается в шарик, демонстрируя очень высокий краевой угол. Поверхность, аналогичная массажной микрощетке, уменьшает прилипание не только капель воды, но и любых частичек размером более 10 мкм, так как они, попадая на поверхность листа, касаются ее лишь в нескольких точках. Поэтому частички либо сами сваливаются с листа, либо увлекаются скатывающимися каплями воды, адгезия у которых к ним, гораздо больше, чем к колючей поверхности листа. Такое самоочищение от грязи называют “эффект лотоса”.
      Похожим образом устроена поверхность крыльев бабочек и многих других насекомых, для которых защита от избыточной влаги жизненно необходима: намокнув, они теряют способность летать.

Комментариев нет:

Отправить комментарий