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。

简单的说荷叶表面存在很多超微绒毛，超微绒毛之间的间隙非常小，使得尺寸比它大的水滴无法进行到绒毛间隙中，所以荷叶才不会沾水。

具体的说：

首先，水滴落在荷叶上，会变成了一个个自由滚动的水珠，这说明荷叶叶面具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，而水珠的滚动会把落在叶面上的尘土污泥吸附掉滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的”荷叶自洁效应。

其次，荷叶的自洁效应与荷叶表面的微观结构有关。在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。在超高分辨率显微镜下可以清晰看到，荷叶表面上有许多微小的乳突。乳突的平均大小约为10微米，平均间距约12微米。而每个乳突由许多直径为200纳米左右的突起组成的。

最后，荷叶叶面上的突起仿佛一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在“小山包”顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶，仿佛一只只触角保护着叶面，使得尺寸比它大的东西根本无法靠近叶面。电镜下的荷叶表面如下图所示。

拓展资料：

荷叶是睡莲科多年生具根茎的水生植物，喜温暖、喜水的植物，但水不能淹没荷叶。水温不能低于5

℃

，8—10

℃

种藕开始萌发，14

℃

长出藕鞭，23—30

℃

藕加速生长，抽出立叶、花梗，并开花。生长期要求充足的阳光，需要在水深50—80

厘米流速小的浅水中生长。荷花喜欢生长在肥沃、有机质多的微酸性的砧土中。

荷叶的表面附着无数个微米级的蜡质乳突结构。用电子显微镜观察这些乳突时，可以看到在每个微米级乳突的表面又附着许许多多与其结构相似的纳米级颗粒，科学家将其称为荷叶的微米－纳米双重结构。正是具有这些微小的双重结构，使荷叶表面与水珠儿或尘埃的接触面积非常有限，因此便产生了水珠在叶面上滚动并能带走灰尘的现象。而且水不留在荷叶表面。

参考链接：科普中国_荷叶神奇的“自净功能”

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