荷葉仿生抗指紋技術? 我們常吃的藕，生長于池塘的淤泥中，但它露在水面上亭亭玉立的蓮花荷葉卻出污泥而不染，美麗聖潔荷葉的基本化學成分是葉綠素、纖維素、澱粉等多糖類的碳水化合物，有豐富的羟基（-OH）、氨基（-NH）等極性基團，在自然環境中很容易吸附水分或污漬但荷葉葉面卻具有極強的疏水性，灑在葉面上的水會自動聚集成水珠，水珠的滾動把落在葉面上的塵土污泥粘吸滾出葉面，使葉面始終保持幹淨，這就是著名的“荷葉自潔效應”為什麼會有這種“荷葉效應”？用傳統的化學分子極性理論來解釋，不僅解釋不通，答案恰恰相反如果從機械學的光潔度（粗糙度）角度來解釋也不行，因為它的表面光潔度根本達不到機械學意義上的光潔度（粗糙度），用手觸摸就可以感到它的粗糙程度這一問題困擾了科學家很久，今天小編就來聊一聊關于荷葉仿生抗指紋技術?接下來我們就一起去研究一下吧!

荷葉仿生抗指紋技術

我們常吃的藕，生長于池塘的淤泥中，但它露在水面上亭亭玉立的蓮花荷葉卻出污泥而不染，美麗聖潔。荷葉的基本化學成分是葉綠素、纖維素、澱粉等多糖類的碳水化合物，有豐富的羟基（-OH）、氨基（-NH）等極性基團，在自然環境中很容易吸附水分或污漬。但荷葉葉面卻具有極強的疏水性，灑在葉面上的水會自動聚集成水珠，水珠的滾動把落在葉面上的塵土污泥粘吸滾出葉面，使葉面始終保持幹淨，這就是著名的“荷葉自潔效應”。為什麼會有這種“荷葉效應”？用傳統的化學分子極性理論來解釋，不僅解釋不通，答案恰恰相反。如果從機械學的光潔度（粗糙度）角度來解釋也不行，因為它的表面光潔度根本達不到機械學意義上的光潔度（粗糙度），用手觸摸就可以感到它的粗糙程度。這一問題困擾了科學家很久。

最近三十幾年來，德國的科學工作者通過掃描電鏡和原子顯微鏡對荷葉等二萬種植物的葉面微觀結構進行了觀察，終于揭開了荷葉葉面的奧妙，揭示了荷葉拒水自潔的原理，并申請了專利。原來在荷葉葉面上存在着非常複雜的多重納米和微米級的超微結構，在超高分辨率顯微鏡下可以清晰看到，在荷葉葉面上布滿着一個挨一個隆起的“小山包”，它上面長滿絨毛，在“山包”頂又長出一個饅頭狀的“碉堡”凸頂。因此，在“山包”間的凹陷部份充滿着空氣，這樣就在緊貼葉面上形成一層極薄隻有納米級厚的空氣層。使得在尺寸上遠大于這種結構的灰塵、雨水等降落在葉面上後，隔着一層極薄的空氣，隻能同葉面上“山包”的凸頂形成幾個點接觸。雨點在自身的表面張力作用下形成球狀，水球在滾動中吸附灰塵，并滾出葉面，這就是“荷葉效應”能自潔葉面的奧妙所在。

研究表明，這種具有自潔效應的表面超微納米結構形貌，不僅存在于荷葉中，也普遍存在于其它動植物中。植物葉面的這種複雜的超微納米結構，不僅有利于自潔，還有利于防止對大量漂浮在大氣中的各種有害的細菌和真菌對植物的侵害。某些動物的皮毛中也存在這種結構，我們常見鵝與鴨在水中嬉戲、覓食，卻不見它們羽毛被水打濕，或不需要像落水狗一樣地用力抖動身體，才能将身上的水甩掉。原來鵝毛和鴨毛的排列非常整齊，且毛與毛之間的隙縫極小，小到納米尺寸，所以水分子無法穿透層層的鵝毛和鴨毛，但卻極為通氣，故鵝與鴨得以在水中保持身體的幹燥。

這種自然界的造化，是生物界經過億年的适應性和變異性的自然選擇、遺傳進化的的結果。自然界的這些現象給了科學家無限的想象與創意，把透明疏油、疏水的納米材料顆粒作成塗料塗刷在建築物表面，大樓不會被空氣中的油污弄髒；鍍在窗戶玻璃表面上，玻璃也如同荷葉一般自淨而永遠透明；将這種納米顆粒放到纖維中，做成防塵的衣物，也許可省去不少洗衣的麻煩；汽車的擋風玻璃冷天會結霜，雨天要用刮水器，而使用了具有自潔功能的納米塗層，恐怕刮水器會成為多餘。

這些事情現在看起來都不是夢想，科學家們正在付諸實施，并已初見成效。德國波恩大學的Barthlott博士多年從事荷葉效應的生物研究，取得了卓著的成績，曾于1998年榮獲德國總統未來獎提名。德國ispo公司與Barthlott博士合作，将荷葉的微觀結構“克隆”到ispo公司生産的有機矽塗料――露珠仙中，成功地将荷葉效應應用于塗料之中。在放大7000倍的顯微鏡下可以看到，塗料使水和塵埃在其表面的接觸面積減少了90％多。獨具特色的表面結構能讓塵埃随雨水而清除，使外牆常年保持潔淨，防水性能良好，在暴風雨中，雨水猶如荷葉上的露珠，帶着建築外牆的塵土滾落下去。這一環保綠色産品使ispo公司獲得了1999年德國總統頒發的環保獎。

　　德國弗勞恩霍夫維爾茨堡矽酸鹽研究所和斯圖加特生産技術與自動化研究所的研究人員開發出一種自潔淨材料技術，即 SolGel塗層技術。采用該技術生産出的噴頭、水龍頭、儀表盤等不會沾上手印及水漬。目前，該材料可用于地磚、鍋、水池、浴缸及汽車等制造。從理論上說，幾乎所有材料都可以塗覆耐合适溫度的聚合物塗層。采用多道工序塗覆的聚合物層可在金屬及其他物質表面形成極光滑的層面，但不影響鍍鉻和不鏽鋼的光澤。該技術之所以能開發成功，也是因為采用了“荷葉效應”，所以塗層表面的污漬很容易被清理掉。

中國科學院化學所做出了世界上第一塊納米布。把丙綸纖維織好的布，在含有丙綸納米顆粒溶液裡浸一下，丙綸顆粒就會在纖維的表面上形成凸凹不平的納米結構，然後經過光照處理，丙綸顆粒就會和纖維本體結合在一起，在纖維表面形成20個納米左右的結構。這種結構它會失去和液體的親和性，就是它成為雙疏材料，即疏水又疏油，把油或水往這種布上倒，都不會浸濕它，也不會玷污它。納米布具有自潔性，用這種布做成衣服，就如同荷花般出污泥而不染。

盡管不斷有新的納米産品問世，但由于社會對納米産品進行非科學、盲目的炒作，好像納米産品已是無處不在，其實真正的納米産品絕大多數都僅限于實驗室階段。納米技術經過上個世紀八十年代的理論和實踐的大量準備，到九十年代才得到很快的發展，到世紀之交，2000年1月21日美國總統克林頓向國會提出“國家納米技術倡議”（NNI-National Nanotechnology Initiative）以後，很快在世界上掀起納米技術的熱潮。納米研究的是從1－100納米這個範圍内的事情，這個物理尺度上有很多新的現象和新的效應。納米技術必須具備兩個條件，一是納米尺寸，二是它的納米尺寸表現出自然界裡所沒有的新物性——既不同于微觀分子、原子，又不同于宏觀物體的物理性質。中國科學院化學所研制的“納米布”，利用了物理和化學方法在紡織品表面形成了納米尺寸的凸凹結構，使得紡織品表面不粘水也不粘油。這種性能就是自然界裡原本沒有的新的物性，因此“納米布”具備了兩個條件，是真正的納米科技。納米科學家解釋說，納米絕對是微觀世界的概念，如果所說的“納米美容品、冰箱用納米清潔劑”等真是納米産品，那麼這些納米微粒應該是飄浮和運動的，并按照物理學的布朗運動進入食物和人體，從而進入人體細胞内。而此類産品中含有氧化矽、氧化钛、氧化錳或者銀的成分，這些成分在人體内如同幽靈一樣飄浮，如果潛伏在細胞内就有可能誘發細胞病變。

科學界預計納米技術是21世紀可能會取得重要突破的三個領域之一，美國人甚至認為納米科技會成為21世紀經濟發展的發動機。而根據德國科技部的預期，到2010年納米技術的市場會達到1.4萬億美元。這麼大的一個潛在市場使得很多企業願意進行先期投入，比如風險投資，鼓勵成果的轉化。據統計，我國已有200多家企業從事開發與生産納米産品，但絕大部分是以生産納米的粉體材料為主，就是把材料做成納米級的非常小的顆粒，再把粉體做成材料供大家使用。比如：納米洗衣機是在洗衣機内膽塗上一種納米材料以抑制黴菌的生長，納米冰箱也是同理；還有納米領帶，普通領帶的表面經物理、化學兩種納米方法處理後，便有了很強的自潔能力，不沾水、不沾油。

目前，納米技術仍是一門前瞻性、戰略性、基礎性的科技，仍集中在基礎研究方面。但正如科學家所說地：“一個嶄新的納米時代提供給人類的将是不同于以往任何經驗的東西，它不僅會給人類生活帶來一場革命，還會使我們再一次地感受到科學與技術正以日新月異的速度發展着，遠沒有終結的時候。”這不是空言，它能促進人類認知領域的革命。因此，科學家願意在這個領域進行探索，建立新的理論和發現新的規律。

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