荷叶效应ppt课件.ppt

无忧无忧无忧无忧PPTPPT整理发布整理发布整理发布整理发布荷叶效应及应用荷叶效应及应用荷叶效应及应用荷叶效应及应用1;.主要内容主要内容v1、引言、引言v2、荷叶效应的原理、荷叶效应的原理v3、荷叶效应的应用、荷叶效应的应用v4、参考文献、参考文献2引言引言湿润立即就干燥了，而且很干净仅通过水而使其表面彻底清洗的能力通常称作自洁效应3出淤泥而不染4荷叶效应机理荷叶效应机理 5荷叶自洁效应荷叶自洁效应v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OH-、氨基、氨基NH2-等极性基团，在自然环境中应该很容易吸附水分或污渍等极性基团，在自然环境中应该很容易吸附水分或污渍但荷叶叶面却呈现具有极强的拒水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动但荷叶叶面却呈现具有极强的拒水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自荷叶自洁效应洁效应"。

6荷叶的微观结构荷叶的微观结构v在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荷叶叶面上布满着一个在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荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的挨一个隆起的“小山包小山包”，在山包上面长满了绒毛，在山包顶又长出了一个个馒头状的，在山包上面长满了绒毛，在山包顶又长出了一个个馒头状的“碉堡碉堡”凸顶整个表面被微小的蜡晶所覆盖整个表面被微小的蜡晶所覆盖7v在在“山包山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄、只有纳米级间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄、只有纳米级厚的空气层厚的空气层8这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上空气，只能同叶面上“山包山包”的凸顶形成几个点接触，由于空气层、的凸顶形成几个点接触，由于空气层、“山包山包”状突起状突起和蜡质层的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动和蜡质层的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动雨点雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是"荷叶效应荷叶效应"能自洁叶面的奧妙所在。

能自洁叶面的奧妙所在9表面润湿原理表面润湿原理v当雨滴接触荷叶表面时，荷叶表面和雨滴同时被周围的空气所包围这样就有三种物质当雨滴接触荷叶表面时，荷叶表面和雨滴同时被周围的空气所包围这样就有三种物质互相接触，固体，液体和气体这三种物质的边界作用决定了水滴的形状和液体如何在互相接触，固体，液体和气体这三种物质的边界作用决定了水滴的形状和液体如何在固体表面散开，也就是如何润湿固体底面对亲水性的粗糙表面，越粗糙越易被润湿，固体表面散开，也就是如何润湿固体底面对亲水性的粗糙表面，越粗糙越易被润湿，对疏水性表面，越粗糙越不易被润湿对疏水性表面，越粗糙越不易被润湿10v粗糙的疏水表面使水不能进入叶子内部，仅在叶面形成水珠，水和叶子表面间的接触面粗糙的疏水表面使水不能进入叶子内部，仅在叶面形成水珠，水和叶子表面间的接触面积只有积只有2%-3%,从而降低两者间的摩擦力，使水滴极易从叶面滚落从而降低两者间的摩擦力，使水滴极易从叶面滚落当叶面沾有尘埃等固体微粒时，尘埃能被水润湿，沾污在水滴上，并随水滴的滚落而被洗当叶面沾有尘埃等固体微粒时，尘埃能被水润湿，沾污在水滴上，并随水滴的滚落而被洗掉即使是疏水性污垢，也由于其与叶面上凸起部分的接触面积极小，使水和油污的黏着即使是疏水性污垢，也由于其与叶面上凸起部分的接触面积极小，使水和油污的黏着力大于叶面凸起部分上蜡晶与油污间的黏着力，而易于随水滴的滚落而被洗去。

力大于叶面凸起部分上蜡晶与油污间的黏着力，而易于随水滴的滚落而被洗去11如果表面是光滑的，则灰尘微粒能够更强地贴附在完全光滑的表面而不是水滴表面，滴如果表面是光滑的，则灰尘微粒能够更强地贴附在完全光滑的表面而不是水滴表面，滴落的水滴只是把它稍微推到一边但是，如果表面是粗糙的，则灰尘将会更好的贴附于落的水滴只是把它稍微推到一边但是，如果表面是粗糙的，则灰尘将会更好的贴附于水滴表面而不是粗糙表面，然后随着水滴滚落水滴表面而不是粗糙表面，然后随着水滴滚落12荷叶效应的应用荷叶效应的应用 13荷叶的自清洁作用是由于荷叶表面是超疏水表面，其表面与水的接触角达荷叶的自清洁作用是由于荷叶表面是超疏水表面，其表面与水的接触角达160.4士士0.70o，而表面的超疏水性是由于疏水的表皮蜡晶体和粗糙的表面微观结构共同决，而表面的超疏水性是由于疏水的表皮蜡晶体和粗糙的表面微观结构共同决定的超疏水表面的构建策略主要有两个：其一是在粗糙的基底上修饰低表面能物质；其超疏水表面的构建策略主要有两个：其一是在粗糙的基底上修饰低表面能物质；其二是在疏水表面构建具有一定粗糙度的表面微细结构二是在疏水表面构建具有一定粗糙度的表面微细结构。

141516荷叶效应的研究主要偏向于应用的研究，而应用主要是三个方面：荷叶效应的研究主要偏向于应用的研究，而应用主要是三个方面：1.涂料涂料2.织物织物3涂膜涂膜总结总结想要真正制备一种具有清洁且有一定机械性能想要真正制备一种具有清洁且有一定机械性能、、使用寿命较长以及稳定的自清洁仿生表面并使用寿命较长以及稳定的自清洁仿生表面并在现实中能够应用还存在一定的研究空间在现实中能够应用还存在一定的研究空间171、荷叶效应乳胶漆、荷叶效应乳胶漆v荷叶效应乳胶漆就是能保持外墙面干燥清洁的一种建筑涂料，它是仿生学在建筑涂料中荷叶效应乳胶漆就是能保持外墙面干燥清洁的一种建筑涂料，它是仿生学在建筑涂料中应用的一个例子应用的一个例子v这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能18 荷叶荷叶荷叶效应乳胶漆荷叶效应乳胶漆192、仿荷叶织物、仿荷叶织物v目前已经有很多报道关于成功地利用各种不同的表面处理技术来形成聚合物和无机物超目前已经有很多报道关于成功地利用各种不同的表面处理技术来形成聚合物和无机物超拒水表面。

毫无疑问，超拒水和自清洁的拒水表面毫无疑问，超拒水和自清洁的“荷叶纤维荷叶纤维”能给纺织工业带来经济效益，可能给纺织工业带来经济效益，可以不用在织物后整理中加入降低表面摩擦或是拒水的工序当水通过这样的表面时，将以不用在织物后整理中加入降低表面摩擦或是拒水的工序当水通过这样的表面时，将会有一个自清洁的过程会有一个自清洁的过程20 v通过研究荷叶效应的拒水自洁原理可知，具有高度拒水自洁的织物必须具备以下条件：通过研究荷叶效应的拒水自洁原理可知，具有高度拒水自洁的织物必须具备以下条件：v首先应使纤维表面具有基本的拒水性能；首先应使纤维表面具有基本的拒水性能；v其次使织物具有粗糙的表面，虽然织物表面本身是非常粗糙的，但这种粗糙结构是以纤其次使织物具有粗糙的表面，虽然织物表面本身是非常粗糙的，但这种粗糙结构是以纤维为最小单位，拒水自洁织物表面的粗糙应是纤维表面的粗糙，该粗糙应达到纳米级水维为最小单位，拒水自洁织物表面的粗糙应是纤维表面的粗糙，该粗糙应达到纳米级水平21 荷叶效应能够在理论上突破常规的拒水材料研制思路，将降低材料的表面能和产生微观荷叶效应能够在理论上突破常规的拒水材料研制思路，将降低材料的表面能和产生微观结构的粗糙度结合起来，使织物的拒水性提高，并使织物具有良好的透气性，其应用前结构的粗糙度结合起来，使织物的拒水性提高，并使织物具有良好的透气性，其应用前景非常广阔。

景非常广阔223、荷叶玻璃、荷叶玻璃纳米荷叶玻璃看上去洁净、透明，与纳米荷叶玻璃看上去洁净、透明，与普通玻璃并无二致，但它的安全性、普通玻璃并无二致，但它的安全性、自洁性、憎水性却是普通玻璃所无法自洁性、憎水性却是普通玻璃所无法比拟的它的与众不同就在于那层高比拟的它的与众不同就在于那层高科技含量的科技含量的“外衣外衣”—纳米纳米膜这层膜使玻璃宛如一张透明的荷膜这层膜使玻璃宛如一张透明的荷叶，水滴其上，恰似雨打荷叶，瞬间叶，水滴其上，恰似雨打荷叶，瞬间滚落，不留踪迹滚落，不留踪迹23 荷叶玻璃这项技术基于自组织软涂层，在工业生产中被称为涂层玻璃此种玻璃是超拒荷叶玻璃这项技术基于自组织软涂层，在工业生产中被称为涂层玻璃此种玻璃是超拒水和自清洁的，具有相当好的物理化学稳定性涂层应是透明的，不透光的或是无色的水和自清洁的，具有相当好的物理化学稳定性涂层应是透明的，不透光的或是无色的自组织软涂层具有制造与荷叶类似表面的所有的成分，包括功能性涂料，微粒，粘合剂自组织软涂层具有制造与荷叶类似表面的所有的成分，包括功能性涂料，微粒，粘合剂以及运输媒质可以应用我们早已熟知的技术，比如说用屏幕或罗拉印刷技术，电子釉以及运输媒质。

可以应用我们早已熟知的技术，比如说用屏幕或罗拉印刷技术，电子釉光技术和喷雾等光技术和喷雾等24 脏物不会粘贴在表面，甚至是像蜂蜜、油等球形的粘稠液体滴在此种玻璃上，也会自脏物不会粘贴在表面，甚至是像蜂蜜、油等球形的粘稠液体滴在此种玻璃上，也会自动滚落或者可以用一点点水把它清洗掉这种玻璃的的用途非常广泛，因为易于清洗而动滚落或者可以用一点点水把它清洗掉这种玻璃的的用途非常广泛，因为易于清洗而且很容易干可以用在建筑玻璃屋顶，生物技术，汽车的前玻璃窗，能量及环境工程以且很容易干可以用在建筑玻璃屋顶，生物技术，汽车的前玻璃窗，能量及环境工程以及其它的自动化应用领域中及其它的自动化应用领域中254、模拟荷叶制造憎水性膜、模拟荷叶制造憎水性膜 这种膜能模拟荷叶，在表面上如有水，这些水就会聚成珠而滚掉，因此即使在下大雨这种膜能模拟荷叶，在表面上如有水，这些水就会聚成珠而滚掉，因此即使在下大雨时其表面也能保持干燥状态小水滴在滚动时还能将灰尘粒子集合在一起，因此表面有时其表面也能保持干燥状态小水滴在滚动时还能将灰尘粒子集合在一起，因此表面有“自清洗自清洗”作用这种膜可用普通气溶胶喷涂到表面上。

当喷涂层的憎水作用被磨掉时，作用这种膜可用普通气溶胶喷涂到表面上当喷涂层的憎水作用被磨掉时，很容易进行再次喷涂很容易进行再次喷涂26展望：展望： 仿生荷叶的研究与产品的开发将会给纺织、化工等诸多社会行业带来新的发展，为企业仿生荷叶的研究与产品的开发将会给纺织、化工等诸多社会行业带来新的发展，为企业产品带来新的竞争力随着科技的发展，会有越来越多的产品带来新的竞争力随着科技的发展，会有越来越多的“荷叶效应荷叶效应”产品出现，从而产品出现，从而更好地改善人们的生活更好地改善人们的生活27参考文献：参考文献：v[1]常涛，李德义常涛，李德义.浅谈仿荷叶效应的防水织物浅谈仿荷叶效应的防水织物.山西纺织山西纺织.2002.3v[2]林益宣林益宣.仿生学在建筑涂料中的应用仿生学在建筑涂料中的应用.上海涂料上海涂料.2005.1 43卷，第卷，第01/02v[3]陕西建筑与建材陕西建筑与建材.2004.12.总第总第114期期v[4]技术创新技术创新.2005.第第10期期v[5]现代化工现代化工.第第23期第期第6卷卷v[6]瞿金东瞿金东.彭家惠彭家惠.陈明凤陈明凤.张华洁张华洁.夏娟夏娟.武海龙武海龙.自清洁外墙涂料的研究与应用自清洁外墙涂料的研究与应用.涂料工业涂料工业.2006.1第第36卷第卷第1期期28 Thank youThank you！！！！29。