科學家揭密 蓮花如何出淤泥而不染(圖)

科學家利用高速照相機，首次目睹蓮花自我潔淨的全過程。(網路圖片)

宋代儒家學者周敦頤曾說：「予獨愛蓮之出淤泥而不染。」一直以來，人們不瞭解為什麼在晚上看到蓮花上有水珠凝結，隔天早上再看卻發現水珠消失了，葉片也是乾的。經過千年之後，科學家終於發現蓮花保持自我潔淨的原因所在。

一般來說，若將水灑在蓮花上，葉片並不會沾濕，而是呈現晶瑩剔透的水珠，關鍵在於蓮花葉片表面在微觀下其實是凹凸不平的，並存在一根根向上伸展的細小纖毛。當水珠落在葉片表面時，只會觸及到纖毛尾端，纖毛下的氣袋使水珠懸浮著，最後將水珠反彈排離葉片。

然而，據《每日科學》（ScienceDaily）報導，美國杜克大學普萊特工程學院（Duke's Pratt School of Engineering）教授陳傳華（Chen Chuanhua）有關蓮花結構機制的研究顯示，工程系學生博瑞客（Jonathan Boreyko）說，滴落在葉片上的水珠很容易排離，相較之下，葉片凹角處凝結的水珠附著力就很強，剛好陷在凹角內。科學家和工程師困惑的是，這些附著力很強的水珠如何離開葉片？

因此，科學家透過超高速照相機、強力顯微鏡和音箱的幫助，首先將蓮花葉片放在低頻的低音音箱上，以模擬自然環境中的輕微震動。從錄影中發現，當葉片遇冷凝結產生小水滴後，瞬間的輕微震動能使水滴不再附著，最後水滴會從葉片上滑落。

蓮花的巧妙之處便在於擁有很大的葉片和細長的莖，本身自帶有輕微抖動的性質，會使水珠自動從高防水性的表面上「跳開」。整個過程中，小水滴都以高速進行，因此肉眼不易察覺。

研究結果激發了杜克大學工程師參照蓮花的防水結構，開發出散熱能力更強的發電機、電子設備等工程運作系統，並設計出更好的除冷凝與散熱的人工板面。

陳教授表示，這些研究給防水技術開展了一個新的方向，未來發展出的技術將能適應具有凝結現象的潮濕或寒冷環境。這將給許多工程應用產品如防黏紡織品、自動清潔光學產品、減阻力外殼等產品帶來極大的影響。