赞美荷花的名句“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”，想必大家耳熟能详。它出自北宋大文人周敦颐之手，又为世人千古传诵，被用来歌颂不与世俗同流合污之士的高贵品格。那么，荷花到底为什么能“出淤泥而不染”呢？

荷花的专属清洁工———荷叶
 

从表面上来看，荷叶在不同的发育阶段会形成不同的叶。简单来说，浮于水面的叶子被称为“荷钱”，也被叫做“钱叶”；比“荷钱”稍大些但因为柄比较软不能自立的叶子，叫做“浮叶”；叶柄高而粗硬，挺出水面立于空中的叶子，叫做“立叶”。荷花的叶子在出泥前，是对折卷成筒状的，紧贴叶柄成直线，泥巴粘附不上，而且叶的表面有保护组织，如角质、蜡质，能起到防水的作用；花蕾也是如此，出泥前有萼片包裹，层层紧抱，防止水和泥巴进入。
 

荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟基等极性基团，在自然环境中很容易吸附水分或污渍，要想做到一尘不染似乎不可能。然而，荷花能“出淤泥而不染”，荷叶确实功不可没，它扮演着重要的清洁工角色。
 

“优昙初现叶团团，错落明玑走碧盘”，这是古人专门用来描写荷叶上露珠的诗。或许你也曾发现过这一有趣的现象：好像水落在荷叶上，特别容易形成圆滚滚的水珠。这是因为荷叶具有超强的疏水能力，水滴落在荷叶上时，并不会积聚在荷叶上摊成一片，而是凝聚成一个一个的小水珠，迅速在荷叶上滚落，同时带走了荷叶表面沾染的淤泥、灰尘等污垢，使得荷花终其一生都能皎洁无瑕，这就是著名的“荷叶自洁效应”。或许你会想当然地以为只有非常光滑的表面才能不染尘埃，但仔细触摸荷叶，却发现原来荷叶表面糙感明显，为何粗糙的表面却不滞留污垢呢？
 

荷叶的微观结构
 

荷叶的自洁效应与荷叶表面的微观结构有关。原来，荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
 

借助扫描电子显微镜把荷叶放大500倍时，我们看到的是星罗棋布地排列着的一个一个近似球形的疙瘩，学名乳突。每个乳突的尺寸是10μm（微米）左右，而我们的头发丝直径是40~50μm，所以，乳突比我们的头发丝还要细。人的肉眼最小能看到30μm的物体。所以，即使我们人人都有一双慧眼，也绝对看不到荷叶表面分布的这些乳突。
 

荷叶具有超强的疏水能力，主要得益于它表面的这种微观结构。假如每个乳突是一座山峰，那么乳突与乳突之间就会形成山谷，而山谷中充满了空气，这样就紧贴着叶面形成了一层极薄的空气层，它们与乳突形成的山峰一起托举着水滴。这样一来，水滴便不能在荷叶表面摊开浸润，只能凝聚成一个一个的小水珠。而荷叶表面上的淤泥、灰尘等污垢就会附着在小水珠上面，跟着小水珠顺着荷叶表面一起滑落下去。在自然界，一场雨或者雾气凝结成的水滴，便可以将荷叶上的污垢清理干净。
 

荷叶效应在仿生学上的应用
 

荷叶效应描绘了一个很有效的生物模型系统，它的发现对仿生学有着重要的意义。通过模仿荷叶的表面结构，人们可以制备出人造超疏水表面，并由此衍生出大量产品用于实际生活。
 

不沾水的涂料
 

荷叶效应乳胶漆，是荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，抗水保洁，能够保持外墙面的干燥清洁。

荷叶效应防水漆，不仅加强了防水透气性，还能确保墙面不受水汽侵蚀，特别适合应用于卫生间。
疏油又疏水的纺织物
 

荷叶效应实质是既疏水又疏油的超双疏效应。纺织材料经过超双疏技术处理后，不仅可以显示出织物卓越的疏水疏油性能，还不改变织物原有的各种性能，甚至还可以增加杀菌、防辐射、防霉等特殊效果，这将节约水资源和时间，省去不少洗衣的麻烦。
 

具体应用有仿荷叶防水透湿织物和仿荷叶拒水拒油织物。前者是一种新型的高功能织物，能让身体产生的气态汗水由衣服内往外发散，而不会有闷热潮湿的感觉，同时能防止外部的液态雨水渗入。后者不仅在人们的日常生活中具有很强的应用价值，还是优良的产业用和装饰用纺织品，具有广阔的发展前景。
 

自清洁的涂层玻璃
 

工业上的涂层玻璃就是荷叶效应应用在玻璃领域中的一个例子。涂层玻璃是超拒水和自清洁的，具有相当好的物理化学稳定性，用途非常广泛，可以应用在建筑玻璃屋顶、汽车的玻璃窗、环境工程等领域中。

■E 学课堂

提到荷花，大家首先想到的就是“出淤泥而不染”。其实，还有一个著名的哲学定律也跟荷花有关，即荷花定律。扫描二维码，了解一下什么是荷花定律。想一想，它能带给我们什么启示？