“玫瑰花效应”和“荷叶效应”

沾满水珠的红玫瑰花隐藏着一个几十年未解的生物学问题：和莲叶上的水珠容易滚动滑落的特点不同，为什么红玫瑰花上的小水珠不会滑落，即使你把花倒过来拿着？

“玫瑰花效应”和“荷叶效应”是自然界中与当前科学研究前沿紧密关联的迷人自然现象，玫瑰花瓣和荷叶表面的细微结构差异导致其表面呈现出截然不同的润湿特性。

荷叶表面具有超高的水滴静态接触角（CA）和极低的接触角滞后（CAH），这使得水滴极易从表面滑落并带走灰尘等杂质，呈现自清洁效应；而表面同样具有微纳复合结构的玫瑰花瓣，其表面静态水滴接触角与荷叶表面类似，但是具有较高的接触角滞后，使得水滴在其表面呈现超粘附状态，从而实现花瓣的长久保鲜。

生物表面的润湿性特征（SurfaceWettingBehavior）是一个极为普遍的自然现象。

植物叶片、昆虫翅膀和附肢、鸟类羽毛、沙漠上的甲虫和蜥蜴等都具备自我清洁或收集水的特性，这些表面形成水珠容易滚动，在滚动过程中可以将表面的灰尘污垢排除掉，这种自我清洁的效应称之为莲花效应（Lotuseffect）。这种现象通常被解释为特殊的微米或纳米结构的粗糙表面、低表面能等一起形成的超疏水性（superhydrophobicproperty）。

不同于莲花效应，玫瑰花瓣表面由于微观纳米结构的不同，同样的超疏水作用下产生的水珠却具有粘性，不容易滑落，生物学家称为花瓣效应（Petaleffect）。

仿生生物学（Bionics）受这种效应启发，利用聚吡咯（polypyrrole，PPy）折纸技术模仿玫瑰花的微观和宏观结构，可使集水效率提高近52%。

而且，这种结构在去除重金属污染、细菌污染和海水淡化中显示出良好的效果和应用前景。

今天的内容就到这里

我们下期见~

泰院益生君

编辑｜秦扬

审核｜屈敏