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妙•力学

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水滴迷宫

2015/3/24 21:00:35 人评论 次浏览

 

一、展品科学原理

本展品为大家展示了自然界中的莲花效应,它是指莲叶表面具有超疏水性以及自洁的特性在东方文化里,莲花是纯净的象征。虽然,莲花喜欢生长在泥泞的湿地,但其叶子和花仍保持干净,这就是自洁的效果。植物学家研究莲叶表面发现它们有一个自然洁净的机制。莲叶表面的特殊结构有自我清洁的功能;落在叶面上的水滴会因表面张力的作用形成水珠,滚动的水珠可以带走污泥、小昆虫及污染物等达到自我洁净的效果。然而,水滴在芋头叶子上亦有相似的行为。

二、展品相关知识内容

莲花效应在我们日常生活中也有着很多的应用,模仿莲叶自洁的功能,可以应用于表面纳米结构的技术,可开发出自洁、抗污的纳米涂料。有些纳米涂料里渗有二氧化钛的物质。将二氧化钛等纳米微粒加到衣服的纤维里头可使普通的衣服化身为可防震、除臭、杀菌,最重要的是自洁。有许多的领域和方面需要这种应用,如衣料的外表面、房顶、自动喷漆器等等。如果可以使得这些领域的自清洁功能得以实现,显然会带来很多好处,而且可以节省清洁花费的费用。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。纳米科技学家正在开发一些方法,使涂料、屋瓦、纺织品和其它表面可保持干燥和干净,就如莲叶表面的方式相似。通常使用氟化物或硅处理表面而可达到此效果;利用葡萄糖和蔗糖化合成聚乙二醇亦可达到此效果。有自洁效应的新涂料,目前已经得到发展,甚至有自洁功能的玻璃板也进上市场,使用于温室的屋顶等。

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