新型塑料瓶研发方案华(编辑修改稿)内容摘要:

们从红色黑色和蓝色交界的地方沿着黑色曲面的方向画一条线来,就叫做那个曲线在那个点的切线。 在图中,就是绿色的那条线。 红线和绿线之间有个夹角,我们把它叫作 “接触角 ”。 如果接触角很大,是什么样子呢。 当接触角很大的时候,水珠就呈现球形,水和叶子接触的地方(相当于上面这幅图中的红线)非常小,水不会再一个地方呆着,整个水珠可以滚来滚去。 如果接触角很小,又会是什么样子呢。 这就是一般的叶子上水珠的形状。 扁扁的,水和叶面的边界很大(就是红线很长)。 接触角很小,水珠也不能随便移动。 进一步想,如果接触角非常小,比如说是零度了,会是什么情况呢。 没错,没有蓝色的线了,所有的固体都被水给占了。 日常生活中,如果我们的碗或者玻璃不太干净,比如说有油,那么就触角就会比较大,我们就能看到水珠。 如果用洗涤灵把它们洗得很干净,放滴水上去,水就立刻铺开,看不到水珠了。 人们知道接触角和表面张力已经很多很多年了,但是很长的时间内却无法作出荷叶那样的表面来。 也就是说,人们找不到那么疏水的物质,可以是使接触角象荷叶表面那么大。 荷叶表面,有着什么样的秘密呢。 直到二十世纪七十年代,因为扫描电子显微镜的使用,人们才开始明白荷叶高度疏水的原因。 下面是用电子扫描显微镜“看 ”到的荷叶表面。 荷叶表面原来非常的粗糙。 左边的照片上的标度是 20 微米(微米是千分之一毫米),也就是说,荷叶表面布满了大小在几微米到十几微米之间的突起。 如果把这些突起继续放大,如右边的图,每个突起上还布满了更小的突起,或者说细毛。 荷叶的超强疏水性,原来不仅跟表面疏水性有关,还跟这种超微结构有关。 为什么这样的 “粗糙 ”结构就能产生超强的疏水性呢。 我们来看下面的图: 前面说了,接触角的形成是减小整个体系总界面能的结果。 对于一个疏水的固体表面来说,当表面不平有微小突起的时候,有一些空气会被 “关到 ”水与固体表面之间,水与固体的接触面积会大大减小。 具体的数学推导在这里 就省略了,总之,科学家们可以从物理化学的角度用数学来证明:当疏水表面上有这种微细突起的时候,固体表面的接触角会大大增加。 当接触角不是特别大的时候,象第一副图中的草叶上,水滴呈半球形,而半球形是无法滚动的。 如果有了。
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