神奇的自清洁材料

由津

相信很多人都看到过这种现象：早晨，树叶上的露珠是一个个小圆球，它们不会粘在树叶上，只要树叶轻轻一动，它们就会滚落到地面，树叶表面几乎不留下任何痕迹。在池塘里的荷叶上，这种情况更常见。所以，人们把这种现象叫作“荷叶效应”，如图1所示：

除了树叶上的露珠外，人们还发现：把水银滴在玻璃上，同样会出现这种情形。

“荷叶效应”很早就引起了人们的兴趣，人们想，如果能模仿树叶的这种功能，研制出类似的材料，刷在建筑物的外表，这样油污、污渍等就不能黏附在建筑物上了。即使偶尔有少数污染物黏附在上面，但受到雨水冲刷、刮风等作用，也很容易掉落下去，這样建筑物就能始终保持清洁了！

所以，人们把这种神奇的材料叫作“自清洁材料”。

20世纪70年代，德国波恩大学的植物学家巴特洛特研究了“荷叶效应”。他发现，“荷叶效应”和三个因素有关：固体的表面张力、液体的表面张力、固体和液体之间的界面张力。总起来说，固体的表面张力越小、液体的表面张力越大，“荷叶效应”越明显，如图2所示：

材料的表面张力和它的分子（或原子）间的作用力有关：分子（或原子）间的作用力越大，表面张力越大。

所以，要研制自清洁材料，就要选择表面张力小的材料。一般来说，有机物的表面张力比较小，适合制造自清洁材料。

另外，人们还发现，树叶表面的微观结构也是产生“荷叶效应”的一个重要原因。科学家用电子显微镜观察了树叶，发现它的结构很特殊：表面有一层茸毛，茸毛由比较粗的“树干”和比较细的“树枝”组成，它们把水滴架了起来，如图3所示：

这样，利用这两种方法，科学家研制出了神奇的自清洁材料。

1. 建筑

很多人都看到过清洁工清洗高楼大厦的情景——他们用绳索捆住自己的腰，悬吊在半空中，异常艰难地工作。无疑，这项工作充满了危险；同时，由于腿和腰都无法用力，所以整个清洗过程特别吃力。有了自清洁材料后，这个问题就解决了。

2. 服装

近几年，很多人可能已经发现：有的衣服沾上水后，水并不会渗透进去，而是在衣服表面形成一个个小水滴，只要用手轻轻一拍，它们就会滚落下去。其实，这种衣服的表面就有一层自清洁材料。

3. “不粘锅”

自清洁材料另一个典型的应用就是“不粘锅”。用这种锅做饭时，饭、菜、肉都不容易粘在锅底，很容易清洗。原因是这种锅的锅底涂抹了一层很薄的自清洁材料。由于自清洁材料是由有机物制造的，比较软，所以这种锅都配有专门的铲子，一般也是有机物制造的，比如塑料或木制的。而不能用铁铲，因为它会破坏那层自清洁材料，使“不粘锅”失效！

（编辑 文 墨）