香蒲叶保暖性能的初步研究

崔海嵩，张洪亭

（济南工程职业技术学院 山东济南 250200）

1 背景

香蒲草别名有蒲草、蒲菜。因其穗状花序呈蜡烛状，故又称水烛。是一种水边生长的多年生宿根性挺水植物，草本，地下根茎粗状，匍伏于泥中，地上茎直立呈圆柱型可达2米。叶片呈窄带形，宽4-6mm，长0.5-1.2米，深绿色，基部呈长鞘抱茎，合抱直立，茎生叶仅有叶鞘且无叶片。热带和温带地区的溪床、废鱼池、稻田、沼泽、海岸湿地等均呈现带状分布。干态香蒲叶子是动物饲养用新型垫料[1]。香蒲广泛分布欧洲、北美、前苏联中部、西伯利亚和印度、澳洲等地，全球共有18种，我国发现的就有11种[2]，国内常见香蒲主要是宽叶香蒲、狭叶香蒲、小香蒲、东方香蒲、长苞香蒲，其中小香蒲是我国特有品种[3]。香蒲具有很强的生态环保功能和很高的药用价值[3，4]。图1是香蒲植株。

图1 香蒲植株

香蒲喜温暖、光照充足的环境。当香蒲草是新鲜的时候，把它的叶子横截切断，会看到许多长方形的腔体，腔体的边缘都由表皮膜连接，内部独立不通气，都有自己的空间，且都分布着一层薄薄的膜，就像并排着的小房子一样，但又不完全对称。当香蒲草枯萎的时候，它的叶子变得有些发黄，里面的组织像泡沫一样充实，鼓鼓的，它的外貌特征也有些变化，从外面可以清晰地看到里面的整体组织中有一些梗，用力一捏，就可以捏成扁的，表皮很硬，但能感觉到它里面非常软，像海绵一样。它的叶子越接近根部，形状越像一个半圆体，而里面的长方体也越多、越饱满；越接近顶部，越接近平面，里面的长方体空腔越少，直到最顶部两层表皮挨得特别近，只隔着一层长方体的面，大约2毫米，而且韧性特别大。整棵植株没有特殊气味，散发着淡淡的草香。

植株的本身性能，纵向易撕裂，里面的组织容易断裂，但与表皮不容易分离，用刀将表皮强行削下，会看见表皮内侧清晰的纹路，表皮韧性大于里面，这不仅限于新鲜的叶子。当植株枯萎了的时候，外表皮的韧性也会减小，而且变得干脆，很容易折断，但是叶子的里面会跟表皮组织的情况相反。当叶子是新鲜的时候，里面长方体的硬度是很差的，以至于当叶子折叠时，里面的组织也会折断，当叶子枯萎的时候，由于大量水分流失，表皮变得非常容易折断，里面的长方体也膨胀起来，形成了柔软的米白色泡沫状物体，强度会增大许多。

通过以上香蒲叶片的初步检测，对香蒲叶内部结构的了解，可以得出，香蒲叶片有较好的保暖性能。但是尝试分离植物纤维难度大。

2 密度

为详细分析香蒲叶，对香蒲叶片进行基础的密度测试是必要的。关于香蒲叶子的密度测试结果如表1所示：

表1 香蒲叶密度测试结果 单位：g/ml

结论：通过实验可以得出其平均密度ρ=0.073 g/ml。

3 保暖性

材料的保暖性主要影响因素是：材料本身的热阻、水分的含量和材料内部包含静止空气的多少。

图2 香蒲叶的断面结构

香蒲叶片的密度小，如图2所示，内部有大量孔洞，包含的静止空气多；干态叶片的水分少，叶片的主要组成物质是纤维素，保暖性好。为测试香蒲叶的保暖性能进行如下测试：在常温为6℃的条件下，用A、B两个完全相同的易拉罐，A易拉罐不做任何改动，把B易拉罐的外层用香蒲草叶子包裹，然后同时向两个易拉罐中倒入同样温度，同样重量的热水，同时把温度计放入易拉罐中测试，观察其水温的变化情况，实验结果如表2所示：

表2 无包覆和香蒲叶包覆散热温度对比实验表

在无包覆和香蒲叶包覆散热温度对比实验中，图3中曲线系列1为无包覆状态下的散热情况，曲线系列2为单层香蒲叶包覆状态下的散热情况，参见图3所示。

图3 无包覆和香蒲叶包覆散热对比实验曲线图

当A、B两个易拉罐中的水温同时降到40℃的时候，A用时71分钟，B用时111分钟。由上述实验可以清楚地看到，香蒲叶的保暖效果良好。

4 结束语

通过以上实验看出，香蒲叶有良好的保暖性，质轻，尝试进行纤维分离难度较大，不易制取纺织纤维。叶片的密度小，仅有0.073 g/ml，空腔多，含有的静止空气多，保暖性能好。随着对地球环境的重视，湿地变多，香蒲这类常见湿地植物种植量变多，如何充分利用香蒲叶等湿地植物材料值得进一步研究。◆

[1]孙永梅，陈志宇，苍晶，等.几种实验动物垫料的物理特性比较[J].安徽农业科学，2009；37（2）.

[2]曹胜彬，徐广标，王府梅.香蒲绒纤维形态结构分析[J].东华大学学报：自然科学版，2009；35（2）.

[3]赵丽萍，许卉.野生植物资源香蒲的综合开发与利用[J].中国林副特产，2007；（1）.

[4]刘春光，王春生，李贺，等.几种大型水生植物对富营养水体中氮和磷的去除效果[J].农业环境科学学报，2006；25（S2）.