Hiệu quả tự làm sạch của bề mặt siêu kỵ nước

Tính thấm ướt là một tính năng quan trọng của bề mặt rắn, được xác định bởi thành phần hóa học và hình thái của bề mặt. Siêu ưa nước và siêu kỵ nước đặc điểm bề mặt là nội dung chính của các nghiên cứu xâm lấn. Gen bề mặt siêu kỵ nước (không thấm nước)rally là bề mặt mà góc tiếp xúc giữa nước và bề mặt lớn hơn 150 độ. Điều đó mọi người đã biết bề mặt siêu kỵ nước chủ yếu từ lá cây - bề mặt lá sen, hiện tượng “tự làm sạch”. Ví dụ, giọt nước có thể lăn để lăn trên bề mặt lá sen, dù một ít nước cống có đổ vào lá cũng không để lại vết ố trên lá. Đặc điểm lá sen không bị ố vàng như vậy được gọi là tác dụng “tự làm sạch”.

Hiệu ứng hoa sen - Nguyên lý siêu kỵ nước

Mặc dù mọi người đã biết từ rất sớm tác dụng “tự làm sạch” của bề mặt lá sen, nhưng vẫn chưa thể hiểu được bí mật của bề mặt lá sen. Cho đến những năm 1990, hai nhà khoa học người Đức lần đầu tiên quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét, cấu trúc vi mô của bề mặt lá sen, rằng hiệu ứng “tự làm sạch” là do một micrometoid và lớp sáp trên bề mặt lá sen gây ra. Sau đó, các nhà khoa học đã đi sâu phân tích bề mặt cấu trúc vi mô của lá sen và phát hiện ra rằng có cấu trúc nano trong xương chũm trên bề mặt lá sen, trong khi cấu trúc kép của cấu trúc micro và nano này là nguyên nhân cơ bản của việc “tự làm sạch” trong một mặt lá sen.

Tại sao một bề mặt “thô ráp” như vậy có thể tạo ra chất siêu kỵ nước

Đối với bề mặt rắn kỵ nước, khi bề mặt có những hình chiếu nhỏ, một phần không khí sẽ “thoát ra” giữa nước và bề mặt rắn, dẫn đến các giọt nước hầu hết tiếp xúc với không khí, nhưng tiếp xúc trực tiếp với bề mặt rắn rất nhiều. giảm dần. Do sức căng bề mặt của giọt nước có dạng hình cầu nên bề mặt nhám gần giống hình cầu, góc tiếp xúc lên tới 150 độ, giọt nước trên bề mặt có thể lăn tự do.

Ngay cả với một số chất bẩn trên bề mặt, chúng sẽ lăn đi, vì vậy bề mặt sẽ có khả năng “tự làm sạch”. Bề mặt có góc tiếp xúc lớn hơn 150 độ này được gọi là "bề mặt siêu kỵ nước", và góc tiếp xúc của genral bề mặt kỵ nước chỉ lớn hơn 90 độ.

Trong thiên nhiênral thế giới, ngoại trừ lá sen có khả năng “tự làm sạch”, còn có những loại khác như cây lúa, cây khoai môn và lông chim. , cũng như để ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh. Vì dù có mầm bệnh đến bề mặt lá cũng sẽ bị rửa trôi. Như vậy, dù cây sen mọc trong môi trường “bẩn” cũng không dễ bị bệnh, nguyên nhân rất quan trọng là do khả năng tự làm sạch của cây sen này.