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看不见的小“老师”

2024-12-31小笺

小雪花·成长指南 2024年7期
关键词:乳突冷凝蚊子

动物学校的小礼堂里,同学们议论纷纷:“听说今天来做讲座的老师可厉害了。”

“他是谁呢?”大家都很疑惑。

这时,话筒里传出清脆的声音:“大家好!我是纳米老师。

“怎么只听见声音看不见人?”同学们十分纳闷。

纳米老师笑着说:

“大家看不到我是因为我实在太小了。纳米是非常小的长度单位,等于十亿分之一米。假设一根头发的直径是0.05毫米,把它径向平均分成5万根,每根的直径大约就是1纳米。我们长度单位大家族里有许多兄弟姐妹,和我关系最近的是微米和皮米。1微米等于1000纳米,1纳米等于1000皮米。别看我们长得小,本事可一点儿不小,不信你们看。

一位亭亭玉立的荷姑娘走上台来。

“她可真美啊!”小松鼠感叹地说,“出淤泥而不染,濯(zhuo)清涟而不妖。”

纳米老师说:“荷花为什么‘出淤泥而不染’呢?请荷姑娘为大家讲讲她的秘诀。”

荷姑娘微笑着说:“这是因为水一旦滴落到荷叶上会瞬间滚离,很难在荷叶表面驻留。这个现象被科研人员称为‘超疏水’。科研人员发现,在高倍电子显微镜下,荷叶表面有无数微米乳突,每个乳突大小为6~9微米,乳突间距是20微米。每个微米乳突以及乳突缝隙间的表面还包覆有更精细的纳米突起。所以在显微镜下,荷叶表面是一种精密的微纳复合结构,而不是人们肉眼所看到的光滑平整的表面。这种特殊的结构可以让液滴悬浮在表面。既然是悬浮,液滴就很容易滚离,并且带走灰尘。受此启发,科研人员研制出不沾水的纺织品。人们穿上用它做成的衣服,在大雨中行走也不用担心被淋湿了。是不是很神奇?’

小松鼠好奇地举手提问:“我听说自然界中有一种冷凝现象,空气中的水分子会在低温材料表面凝结。比如从冰箱里拿出的冰镇饮料,饮料瓶表面会很快形成冷凝水;寒冷的冬天,从室外进入室内时,眼镜表面就会凝结水汽。那么,荷叶表面的微纳复合结构能防止冷凝吗?”

荷姑娘摇摇头,说:“不能。科学家们做过实验,给荷叶表面降温后,发现荷叶表面有很多的冷凝水,而且不再是球形、易滚落的水珠,而是扁平的液滴。也就是说,荷叶的微纳复合结构已经被水穿透了。”

“虽然荷叶不能防止冷凝,但是自然界中有一种动物有这种本领。她就是我们的另一位发言人,请她上台。”纳米老师说。

一只蚊子嗡嗡地飞上了台,她战战兢兢地向大家问好,不过大家都没有鼓掌欢迎她。谁会喜欢蚊子呢?

纳米老师说:“大家可别小看蚊子,她也有值得科研人员研究的优点。她吸血的口器其实是一种无痛针,如果仿造成功,小朋友打针就再也不痛了。”

蚊子小声说:“我的眼睛也很厉害。水汽不会在我的眼睛表面凝结成微滴。蚊眼表面覆盖有一层比荷叶微纳复合结构更精细的紧密排列的纳米锥,这种纳米锥可以阻止冷凝液穿透。在蝉翼表面也有这种特殊的结构。”

纳米老师接着介绍:“科研人员根据这种结构,研制出具有防冻雨结冰功能的纳米仿生材料。实验证明,零下20摄氏度的冻雨,一旦落到普通金属表面会瞬间冻结,而撞击到纳米仿生材料表面则会弹离。当飞机遇到冻雨时,机翼表面会瞬间结冰,极大地影响飞机的飞行安全,严重时甚至会导致机毁人亡。纳米仿生材料有望解决飞机机翼因冻雨而结冰的难题。”

大家都点头说:“没想到蚊子也有可取之处。”

纳米老师说:“没有任何东西是一无是处的,取其精华,学习别人的长处,人类才能不断发展进步。只要是能造福人类的本领,我们都欢迎。”

小礼堂里响起一阵热烈的掌声。

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