科学家揭密 莲花如何出淤泥而不染(图)

科学家利用高速照相机，首次目睹莲花自我洁净的全过程。(网络图片)

宋代儒家学者周敦颐曾说：“予独爱莲之出淤泥而不染。”一直以来，人们不了解为什么在晚上看到莲花上有水珠凝结，隔天早上再看却发现水珠消失了，叶片也是干的。经过千年之后，科学家终于发现莲花保持自我洁净的原因所在。

一般来说，若将水洒在莲花上，叶片并不会沾湿，而是呈现晶莹剔透的水珠，关键在于莲花叶片表面在微观下其实是凹凸不平的，并存在一根根向上伸展的细小纤毛。当水珠落在叶片表面时，只会触及到纤毛尾端，纤毛下的气袋使水珠悬浮着，最后将水珠反弹排离叶片。

然而，据《每日科学》（ScienceDaily）报道，美国杜克大学普莱特工程学院（Duke's Pratt School of Engineering）教授陈传华（Chen Chuanhua）有关莲花结构机制的研究显示，工程系学生博瑞客（Jonathan Boreyko）说，滴落在叶片上的水珠很容易排离，相较之下，叶片凹角处凝结的水珠附着力就很强，刚好陷在凹角内。科学家和工程师困惑的是，这些附着力很强的水珠如何离开叶片？

因此，科学家透过超高速照相机、强力显微镜和音箱的帮助，首先将莲花叶片放在低频的低音音箱上，以模拟自然环境中的轻微震动。从录影中发现，当叶片遇冷凝结产生小水滴后，瞬间的轻微震动能使水滴不再附着，最后水滴会从叶片上滑落。

莲花的巧妙之处便在于拥有很大的叶片和细长的茎，本身自带有轻微抖动的性质，会使水珠自动从高防水性的表面上“跳开”。整个过程中，小水滴都以高速进行，因此肉眼不易察觉。

研究结果激发了杜克大学工程师参照莲花的防水结构，开发出散热能力更强的发电机、电子设备等工程运作系统，并设计出更好的除冷凝与散热的人工板面。

陈教授表示，这些研究给防水技术开展了一个新的方向，未来发展出的技术将能适应具有凝结现象的潮湿或寒冷环境。这将给许多工程应用产品如防黏纺织品、自动清洁光学产品、减阻力外壳等产品带来极大的影响。