От
От эффекта лотоса до гидрофобизации поверхностей
Лотос растет в мутной воде и поднимает над ее поверхностью свой необыкновенно красивый цветок. Ночью цветок закрывается и уходит под воду, а утром снова поднимается над поверхностью и раскрывается.
Цветок лотоса распространяет прекрасный тонкий аромат, и над лотосным полем всегда стоит невидимая дымка чудесного запаха.
Удивительны и листья этого водного чуда. Капли воды, словно шарики ртути, скатываются по листьям, унося любой сор: сажу, споры грибов, водоросли. Это свойство в наши дни нашло научное обоснование и названо «эффектом лотоса".
Если рассмотреть поверхность лотоса под сканирующим электронным микроскопом, можно увидеть, что она не гладкая, а довольно шероховатая из-за находящихся на ней кристаллов воска. Поскольку эти кристаллы очень малы, то невозможно ни увидеть их невооруженным глазом, ни почувствовать на ощупь.
Степень смачиваемости поверхности можно определить по величине краевого угла, между поверхностью твердого тела и касательной к поверхности капли. Поверхность будет гидрофильной (полностью смачиваемой), если краевой угол меньше 90°. Если этот угол больше 90°, то поверхность будет гидрофобной (абсолютно не смачиваемой), полностью отталкивающей воду и, следовательно, водонепроницаемой.
Этот эффект можно наблюдать и у некоторых представителей животного мира: навозного жука, стрекоз и бабочек. Сегодня ученые пытаются воспроизвести гидрофобные свойства созданных природой поверхностей. Эти покрытия толщиной лишь несколько нанометров содержат диоксид кремния, диоксид циркония или диоксид титана.
Воспроизвести эффект лотоса можно, если наносить с помощью пипетки одинаковые по объему капли воды на различного типа бумагу и листья комнатных растений. На гидрофобных поверхностях диаметр капель будет минимальным, а кривизна поверхности самой большой. Фильтровальная бумага полностью впитывает воду и является гидрофильной.
Из множества листьев комнатных растений поверхность листа молочая обладает самыми выраженными гидрофобными свойствами: диаметр капли составляет 4 мм, краевой угол 170°.
Капли воды, скатываясь с листа, захватывают частички пыли, оставляя на нем чистые полосы. Если лист потереть пальцем, то водоотталкивающие свойства поверхности заметно ухудшаются или даже полностью исчезают. Однако растения регенирируют и восстанавливают разрушенные наноструктуры, а тем самым и водоотталкивающие свойства поверхности листьев. Такие процессы называются самоструктурированием.
Если распылить на поверхность дерева гидрофобизирующий состав так, чтобы он покрыл ее сплошным слоем, мы увидим проявление отталкивающего эффекта с четко выраженным образованием капель.
Через водоотталкивающий слой на поверхности ткани вода проникает значительно медленнее, а количество загрязнений, остающихся на поверхности, уменьшается. Поскольку гидрофобизирующий состав образует тонкую пленку только на нитях, то ткань после обработки может «дышать».
Гидрофобизирующие покрытия уже применяют в строительстве и строительных материалах, обработке текстильных изделий (галстуков, костюмов, дождевиков и т.п.), покрытиях для навесов и зонтов
Благодаря уникальным свойствам лотос называют священным цветком древности и современности. Все учения, взгляды и верования, связанные с лотосом, неизменно содержат понятие о первозданной чистоте этого растения. Лотос считается символом моральной чистоты и совершенства. Он вырастает из грязного ила, но всегда бывает чист и поэтому символизирует благородного человека, к которому не пристает никакая житейская грязь.
Чем дождь сильнее льёт,
Тем лотос всё свежее;
Но лепестки, заметь,
Совсем не увлажнились.
Хочу, чтобы душа
Была чиста, как лотос,
- написал средневековый корейский поэт Чон Чхоль.
А слова индийского поэта Тхакура: "Жизнь подобна капле росы, дрожащей на лепестке лотоса", - подчеркивают хрупкость нашего существования.
