Объяснена необычная адгезия воды лепестками цветов

Когда маленькие капли дождя падают на розы, они превращаются в сферы, однако сопротивляются скатыванию на поверхности розы, даже когда они удерживаются нижней частью лепестка. Исследуя особенности поверхности лепестков, китайские ученые разработали объяснение этому явлению, которое они так и назвали "эффект лепестка" (Langmuir 2008, 24, 4114). Их находка может обеспечить создание новых клеящих и грунтующих материалов.

Лиин Фэнг, профессор химии в Университете Цингуа, была вдохновлена изучением эффекта лепестка всего лишь днем позже посещения древесного питомника. "Меня пленили лепестки с водяными каплями, играющими на солнечном свете", говорит она.

Фэнг хорошо осведомлена "эффектом листка лотоса", в котором восковые микро- и наноразмерные особенности на поверхности листка лотоса обуславливают сбор капель воедино и скатывание их с поверхности листка собирая грязь и пыль на своем пути. Она была удивлена, как особенности поверхности лепестка могут влиять на свою способность удерживать воду.

Лепестки красной розы, покрытые капельками воды (использовано изображение http://pubs.acs.org).

Фэнг вместе с Леи Жианг из Китайской академии наук в Пекине, и их группа изучали лепестки красных роз, подсолнечников и китайских лилий при помощи растрового электронного микроскопа. Они обнаружили, что микро- и наноразмерные снимки этих лепестков напоминают неровную текстуру. К примеру, поверхность розы оказалась покрытой измятыми выпуклостями, каждая размером около 10 мкм в ширину. Эта шероховатость делает лепестки супергидрофобными, вследствие чего вода покрывает лист каплями.

Касаясь адгезионных свойств лепестка, Фэнг объяснила, что различные текстуры, контактируют с водой по-разному. Капельки воды сидят на верхушке наноразмерных выступов листа лотоса, говорит она. На лепестке, однако, микро- и наноструктуры являются большими по размеру чем таковые для листка лотоса и капельки воды будут входить в эти желобки крупного размера. "Тем не менее, капельки воды могут легко упасть с поверхности листка лотоса, в то время как они же будут приклеены к лепесткам цветка", отметила Фэнг.

Группы Фэнг и Жианг также используют лепестки как образец для создания полимерных пленок с похожими супергидрофобными свойствами. "Текстурированные пленки, которые сделаны нами, могут быть использованы для обшивок и функциональных волокон", полагает Фэнг.

<< Назад