水滴落在超疏水表面是什么样子，它的性质是怎样形成的？

自然界中有许多天然超疏水表面，其中最常见的是荷叶， 荷叶表面的高分辨率扫描电子显微镜SEM图像，可以观察到荷叶表面有 5 ～ 10 微米的突起无序分布，并且突起具有直径为 100 ～ 200 纳米的特殊毛状纳米结构。这些复合表面纹理包括微米和纳米范围内的分层结构，放大了荷叶表面蜡膜的疏水性，从而获得 150 ～ 160 ° 的接触角和大约 2 ° 的滑动角。

一般来说，超疏水表面被定义为其表面的水滴必须满足水接触角>150 °，滑动角 <10 °，这意味着当水滴落在超疏水表面上时，它们几乎是球形的并且容易滚动。这些表面由于具有自净，耐腐蚀，微流体的滑移流，抗生物污染，防雪防雾等优点，可用于防腐，透明涂层的防反射，需要功能织物的特殊润湿性，防雾天线防冰，玻璃，以及一些微流体装置等等。

虽然国内外对超疏水表面的研究较多，但基于论文对超疏水表面的研究并不多。由于纸中存在羟基，羧基，磺酸基等具有亲水性，从而限制了其在高疏水性的某些领域的应用，超疏水纸的成功制备将充分发挥纸的潜在价值，拓宽其应用范围。据报道，纳米涂层是利用连续辊在纸板上形成的。

在常压下的滚压过程，通过纳米结构的透明涂层主要由TiO2 纳米颗粒、液体火焰射流LFS组成用于沉积在大气条件下的颜料涂层纸板生产线上，所获得的纸板表面测得的最高水接触角超过 160 °，当水滴到时，表面会出现反弹现象，而当水滴静止时，它们有很强的附着力。

荷叶的叶面不沾水的原因是因为荷叶表面有着许多的蜡状突起物质，这是一种非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构，荷叶的叶片表面上乳突的平均大小约为10微米，而每一个乳突由许多直径200纳米左右的突起物质组成，当接触到雨水的时候，就会让雨水形成球状，吸附荷叶上的灰尘。

“荷叶自洁效应”就是通过荷叶上面的水珠，将叶片表面的灰尘给吸附带走，这样就能够让荷叶一直都保持洁净的状态。

而荷叶为什么能够让雨水在上面形成水珠，那是因为荷叶表面的这些乳突状结构物质具有极强的疏水性，所以雨水会在自身的表面张力作用下形成球状，而合页表面的蜡状物质也能够阻挡雨水的侵蚀，这让形成球状的雨水在荷叶上面滚动着，顺便吸附灰尘，最后会因为重心作用而滚出荷叶表面。

北宋理学家周敦颐曾经写了这么一篇散文《爱莲说》，文中就这样写道：

“莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖,中通外直,不蔓不枝,香远益清,亭亭净植,可远观而不可亵玩”。

莲与荷差别不大，荷花不仅能够散发出一种独特的清香，我们还可以观察到，它的确能够做到“出淤泥而不染”，另外荷叶也是如此，这与其表面的生物结构也是有很大关系的。

我们常常会在夏日的清晨，看到荷叶上有几滴露珠在初升的太阳的照射下，显得闪闪发光，晶莹剔透。一阵清风吹过，露珠便在荷叶上自由地舞蹈，“自由自在”。露珠之所以能够做到这一点，是与荷叶表面的生物结构有很大关系的。

如果我们把荷叶放到显微镜下仔细观察，便可以看到，荷叶表面有许多微米级大小、微米级间距的“小柱子”，专业名称叫做“乳突”，每个乳突表面有存在着众多的纳米级蜡状突起。这种微米级、纳米级的特殊结构，再受到蜡状物对于液体物质的排斥效应，使得液滴类的物质，比如露珠、水滴等，只能在乳突顶端“徘徊”，却从来无法进入到乳突之间，即荷叶表面的深层。这种液滴与荷叶表面呈现出的排斥现象被我们称作为“荷叶效应”或“疏水效应”。

由于会有液滴类的物质存在于荷叶表面，这是十分有利于保持荷叶表面的清洁的，这也就被叫做荷叶的自洁；此外，当空气中漂浮的各种大量有害细菌和真菌，抑或是其他一些污染物到达荷叶表面后，都无法存在很长时间，主要就是由于水形成水珠，最终是洗去了荷叶表面的各类污染物。

荷花

毕竟雨水、尘埃以及各类污染物对于荷叶表面的“小柱子”间的距离来说，实在是庞然大物，是永远难以“入侵”荷叶内部的结构的。

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