荷叶上的防水物质是什么做的?
长期以来,优化的自清洁功能在自然界就存在,荷叶就是代表。荷叶表面疏水性好,实际上是不可润湿的。还会产生污泥,一尘不染。这是长期进化适应环境的结果。德国波恩大学植物学教授W bartblott研究了荷叶的结构和荷叶效应的机理。发现荷叶具有上述性质是因为荷叶的表面是疏水的并且具有微结构。
德国Sto上市公司的子公司ISPO公司根据荷叶效应的机理和有机硅外墙涂料的实际应用成果,经过三年的研究工作,成功地将荷叶效应移植到外墙乳胶漆中,开发出微结构有机硅乳胶漆,即荷叶效应乳胶漆。这种具有荷叶效应的乳胶漆,采用了乳化剂较少、疏水性持久的有机硅乳液等一些特殊物质,形成纳米级的微结构,使其涂膜具有类似荷叶的表面结构,从而达到拒水、清洁的功能。
市面上大部分荷叶效应涂料或乳液都是通过降低表面张力来实现的。通过降低表面张力,提高与水接触角的能力有限,可以提高到120°左右。比如市面上的有机硅涂料与水的初始接触角约为93 ~ 1 15,它们与灰尘的接触面积基本保持不变。所以荷叶效应的结果是有限的,涂层很难保持干燥。
与水的接触角至少应达到130。此时表面有明显的疏水性,珠子上掉下来的雨水有自洁功能。材料的性质是由它们的成分和结构决定的。只有将表面张力的降低与微结构的形成结合起来,才能达到良好的荷叶效应。根据表面物理化学中表面粗糙度对接触天线的影响,当接触角小于90°时,如果表面粗糙度较大,接触角可以进一步减小。然而,当接触角大于90°时,粗糙表面能进一步增加接触角。荷叶效应乳胶漆膜与水的接触角大于90°,粗糙的微观结构可以将接触角增大到65438°+040°左右。另一方面,微粗糙的表面还可以将灰尘与涂层的接触面积降低到1%以下,使灰尘与水的附着力大于灰尘与涂层的附着力。所以下雨的时候,雨水滴在墙上,同时带走灰尘,保持墙面干燥干净。