荷叶效应——超疏⽔性原理
尽管⼈们很早就知道荷叶表⾯“⾃清洁”效应，但是⼀直⽆法了解荷叶表⾯的秘密。直到20世纪90年代，德国的两个科学家⾸先⽤扫描电⼦显微镜观察了荷叶表⾯的微观结构，认为“⾃清洁”效应是由荷叶表⾯上的微⽶级乳突以及表⾯蜡状物共同引起的。其后江雷等⼈对荷叶表⾯微⽶结构进⾏深⼊分析，发现荷叶表⾯乳突上还存在纳⽶结构，这种微⽶与纳⽶结构同时存在的⼆元结构才是引起荷叶表⾯“⾃清洁”的根本原因。 bss为什么这样的“粗糙”表⾯能产⽣超疏⽔性呢？对于⼀个疏⽔性的固体表⾯来说，当表⾯有微⼩突起的时候，有⼀些空⽓会被“关到”⽔与固体表⾯之间，导致⽔珠⼤部分与空⽓接触，与固体直接接触⾯积反⽽⼤⼤减⼩。由于⽔的表⾯张⼒作⽤使⽔滴在这种粗糙表⾯的形状接近于球形，其接触⾓可达150度以上，并且⽔珠可以很⾃由地在表⾯滚动。即使表⾯上有了⼀些脏的东西，也会被滚动的⽔珠带⾛，这样表⾯就具有了“⾃清洁”的能⼒。这种接触⾓⼤于150度的表⾯就被称为“超疏⽔表⾯”，⽽⼀般疏⽔表⾯的接触⾓仅⼤于90度。
⾃然界⾥具有“⾃清洁”能⼒的植物除了荷叶之外，还有⽔稻、芋头之类的植物以及鸟类的⽻⽑。这种“⾃清洁”效应除了保持表⾯的清洁外，对于防⽌病原体的⼊侵还有特别的意义。因为即使有病原体到了叶⾯
上，⼀沾⽔也就被冲⾛了。所以象荷花这样的植物即使⽣长在很“脏”的环境中也不容易⽣病，很重要的原因就是这种⾃清洁能⼒。柴子文
超疏⽔表⾯制备⽅法
⼈们知道荷叶⾃清洁效应已经很多年了，但是很长的时间内却⽆法做出荷叶那样的表⾯来。通过对⾃然界中典型的超疏⽔性表⾯——荷叶的研究发现，在低表⾯能的固体表⾯构建具有特殊⼏何形状的粗糙结构对超疏⽔性起重要的作⽤。基于这些原理，科学家们就开始模仿这种表⾯。现在，关于超疏⽔粗糙表⾯的研制已有相当多的报道。⼀般来说, 超疏⽔性表⾯可以通过两种⽅法来制备：⼀种是在疏⽔材料表⾯上构建粗糙结构；另⼀种是在粗糙表⾯上修饰低表⾯能的物质。⽐如材料学家们可以通过表⾯处理仿⽣制备了碳纳⽶管阵列、碳纳⽶纤维、聚合物纳⽶纤维等多种超疏⽔性表⾯。关于超疏⽔表⾯的研制⽅法总结起来主要有：熔融物的固化、刻蚀、化学⽓相沉积法、阳极氧化法、乳液聚合、相分离法以及模板法等。但是这些⽅法涉及复杂的化学物质和晶体⽣长，实验条件⽐较苛刻，成本⾼，还不能进⾏⼯业化⽣产，因⽽其实际应⽤受到限制。同时这些制备⽅法对基体的要求⽐较⾼，还不能推⼴到⼯程材料表⾯。 超疏⽔表⾯的应⽤
超疏⽔表⾯在⼯农业⽣产和⼈们的⽇常⽣活中都有着极其⼴阔的应⽤前景。荷叶的“⾃清洁”功能启发
了⼈们将超疏⽔表⾯应⽤到⽇常的⾃清洁技术中。例如：它可以⽤来防雪、防污染、抗氧化以及防⽌电流传导等。如果建筑物的外墙、露天的⼴告牌等表⾯像荷叶⼀样，就可以保持清洁。
中国统计年鉴2013
船只等在⽔⾯航⾏时需要消耗很多的能源来克服⾏进中的摩擦阻⼒，对于⽔下航⾏体如潜艇等甚⾄可达到80%；⽽对于运输管道如输油（⽔）管道，其能量⼏乎全部被⽤来克服流固表⾯的摩擦阻⼒。随着微机电的发展, 机构尺度越来越⼩，固液界⾯中的摩擦⼒相对越来越⼤，如微通道流等摩擦阻⼒问题已成为相关器件发展的⼀个重要的制约因素。因此尽量减少表⾯摩擦阻⼒是提⾼航速和节约能源的主要途径。近年来利⽤超疏⽔表⾯减阻的研究越来越受研究者的重视。如利⽤超疏⽔硅表⾯进⾏减阻研究中发现，减阻可达30%-40%。利⽤改性硅橡胶和聚氨酯树脂为主，添加低表⾯能⽆机填料或有机填料，在制成的双组分涂料的疏⽔表⾯减阻的实验中发现，在相对较低的流速时，其最⼤表⾯减阻可达30%，但随着流速的增加这种减阻效果下降，原因归于表⾯粗糙度的影响。⽬前，有关这⽅⾯的研究有待进⼀步深⼊。 俄罗斯国家杜马
展望
失踪时刻
有关超疏⽔性表⾯的研究近⼏年有较多的报道，成为各学科发展的热点之⼀。但⽬前有关超疏⽔表⾯的制备⽅法的种类并不多，且过于依赖精密的仪器设备和复杂的化学物质，可供使⽤的基底还有限，
超图
不能够规模化⽣产。另外，对仿⽣超疏⽔性表⾯的结构与疏⽔性之间的关系以及动⼒学还没有系统研究。因此，今后的研究将在以下⼏个⽅⾯进⾏：实现在⼴泛的⼯程材料表⾯的超疏⽔性；发展制备超疏⽔性表⾯的有效⽅法；扩展超疏⽔性表⾯的应⽤领域。
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