莲花“出淤泥而不染”的秘密

小翟

一提到莲花，人们就自然会联想到莲叶上滚动的露珠，也许还会想到宋代文人周敦颐的《爱莲说》，对“莲之出淤泥而不染”的高尚品格肃然起敬。

20世纪70年代，德国植物学家在研究植物叶面时发现，光滑的叶子表面有灰尘，要先清洗才能在显微镜下观察，而莲叶等叶面却总是干干净净的。他们利用人造的灰尘粒子污染玉兰、林山毛榉、莲花、芋、甘蓝等植物的叶面，然后用人造雨清洗两分钟，使雨滴滑落，再观察叶面灰尘粒子的残留状况。实验发现，有些植物叶面残留的污染物多达40％，而莲花等植物叶面的污染物残留比例均小于5％。

这就是所谓的莲花效应。

那么，这种莲花效应是如何而来的呢？

通过电子显微镜，我们可以观察到莲叶表面存在着非常复杂的多重微米、纳米级的超微结构。莲叶表面上有一些微小的蜡质颗粒，并且覆盖着无数个约10微米的突包，每个突包的表面又布满了直径仅为几百纳米的更细的绒毛。在突包间的凹陷部分充满着空气，从而使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等落在叶面上时，无法大范围直接接触叶面，而是隔着一层极薄的空气，并且能接触的也只是叶面上若干个凸起的点。

这是自然界中生物长期进化的结果。正是这种特殊的超微结构，使得莲叶表面不沾水滴，可以保持清洁。当莲叶上有水时，水会在自身表面张力的作用下形成球状，风吹动水珠在叶面上滚动时，水珠可以沾起叶面上的灰尘，并从上面高速滑落。这种自洁能力，对防止病原体的入侵也有着特别的意义。像莲花这样的植物，就是生长在很“脏”的环境中也不容易生病，因为即使病原体到了其叶面上，一经下雨就会被雨水冲走；如果不下雨，叶面很干燥，病原体还是生存不了。

莲花的这种自洁功能引起了科学家们的极大兴趣。他们努力模仿这种表面，使应用研究迅速发展。20世纪末，基于“莲花效应”的涂料陆续问世，在越来越多的建筑中得到应用。不久的将来，我们的生活中还将出现不会脏的地板、不会脏的墙壁和没有灰尘的无线用品。

编辑/申冬梅