神奇的自清潔材料

由津

相信很多人都看到過(guò)這種現(xiàn)象：早晨，樹(shù)葉上的露珠是一個(gè)個(gè)小圓球，它們不會(huì)粘在樹(shù)葉上，只要樹(shù)葉輕輕一動(dòng)，它們就會(huì)滾落到地面，樹(shù)葉表面幾乎不留下任何痕跡。在池塘里的荷葉上，這種情況更常見(jiàn)。所以，人們把這種現(xiàn)象叫作“荷葉效應(yīng)”，如圖1所示：

除了樹(shù)葉上的露珠外，人們還發(fā)現(xiàn)：把水銀滴在玻璃上，同樣會(huì)出現(xiàn)這種情形。

“荷葉效應(yīng)”很早就引起了人們的興趣，人們想，如果能模仿樹(shù)葉的這種功能，研制出類(lèi)似的材料，刷在建筑物的外表，這樣油污、污漬等就不能黏附在建筑物上了。即使偶爾有少數(shù)污染物黏附在上面，但受到雨水沖刷、刮風(fēng)等作用，也很容易掉落下去，這樣建筑物就能始終保持清潔了！

所以，人們把這種神奇的材料叫作“自清潔材料”。

20世紀(jì)70年代，德國(guó)波恩大學(xué)的植物學(xué)家巴特洛特研究了“荷葉效應(yīng)”。他發(fā)現(xiàn)，“荷葉效應(yīng)”和三個(gè)因素有關(guān)：固體的表面張力、液體的表面張力、固體和液體之間的界面張力?？偲饋?lái)說(shuō)，固體的表面張力越小、液體的表面張力越大，“荷葉效應(yīng)”越明顯，如圖2所示：

材料的表面張力和它的分子（或原子）間的作用力有關(guān)：分子（或原子）間的作用力越大，表面張力越大。

所以，要研制自清潔材料，就要選擇表面張力小的材料。一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)物的表面張力比較小，適合制造自清潔材料。

另外，人們還發(fā)現(xiàn)，樹(shù)葉表面的微觀結(jié)構(gòu)也是產(chǎn)生“荷葉效應(yīng)”的一個(gè)重要原因?？茖W(xué)家用電子顯微鏡觀察了樹(shù)葉，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)很特殊：表面有一層茸毛，茸毛由比較粗的“樹(shù)干”和比較細(xì)的“樹(shù)枝”組成，它們把水滴架了起來(lái)，如圖3所示：

這樣，利用這兩種方法，科學(xué)家研制出了神奇的自清潔材料。

1. 建筑

很多人都看到過(guò)清潔工清洗高樓大廈的情景——他們用繩索捆住自己的腰，懸吊在半空中，異常艱難地工作。無(wú)疑，這項(xiàng)工作充滿了危險(xiǎn)；同時(shí)，由于腿和腰都無(wú)法用力，所以整個(gè)清洗過(guò)程特別吃力。有了自清潔材料后，這個(gè)問(wèn)題就解決了。

2. 服裝

近幾年，很多人可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：有的衣服沾上水后，水并不會(huì)滲透進(jìn)去，而是在衣服表面形成一個(gè)個(gè)小水滴，只要用手輕輕一拍，它們就會(huì)滾落下去。其實(shí)，這種衣服的表面就有一層自清潔材料。

3. “不粘鍋”

自清潔材料另一個(gè)典型的應(yīng)用就是“不粘鍋”。用這種鍋?zhàn)鲲垥r(shí)，飯、菜、肉都不容易粘在鍋底，很容易清洗。原因是這種鍋的鍋底涂抹了一層很薄的自清潔材料。由于自清潔材料是由有機(jī)物制造的，比較軟，所以這種鍋都配有專(zhuān)門(mén)的鏟子，一般也是有機(jī)物制造的，比如塑料或木制的。而不能用鐵鏟，因?yàn)樗鼤?huì)破壞那層自清潔材料，使“不粘鍋”失效！

（編輯 文 墨）