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神奇的仿生材料

2022-11-21
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我们生活中常见的植物和动物在自然进化过程中不仅完全适应自然而且会进化出很多特别的功能,帮助自身可以在自然界长久的生存下去。

其实这些独特的功能的对我们日常生活中也是有很大的帮助,所以目前有了仿生学及仿生材料,而且已经可以在我们日常生活中发现很多仿生新材料的应用。

荷叶效应

我们在公园中会发现一个很有意思的现象,那就是在荷叶的叶面不沾水。为什么它会不沾水呢?

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这是因为荷叶表面有着许多的蜡状突起物质,这种突起物通常是纳米和微米级的超微结构,突起物大约200nm,这些突起物组成了平均大小约为10微米的乳突。因为带有突起,所以叶子的表面就会凹凸不平,即使有水落下来,也不会扩散到表面,可以排斥。

这称为“荷叶效应”。这种结构是荷叶可以拨水的秘密。由于其独特的结构,科学家们也根据这个技术应用在生产建筑涂料、服装面料、厨具面板等需要耐脏的产品。

像纳米或微米的结构,人的肉眼是无法观察到的,我们可以使用电子显微镜将荷叶扩大至1,500倍时,您可以看到许多突起,这个突起紧密地附着在叶子的表面上,它是由类似蜡的物质制成的。

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“酸奶盖”

现今,有科学家就利用这个功能,对瓶装酸奶盖子做了应用。以前喝酸奶都要舔一下盖子,因为盖子上沾满了酸奶。当然也有一些酸奶是不粘奶的, 那么利用荷叶的不沾水的特点设计一个和荷叶类似的表面结构,当我们用手去触摸盖子的背面时,就可以感觉到有凸起的东西,感觉有点粗糙!。

利用日立台式扫描电镜,将酸奶的盖子的背面放大400到1,000倍观察,可以看到像面包这样的硬化的突起。这个原理就是利用在整个盖子背面制作无数的突起,即使酸奶附着了,它也会立即散开。

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酸奶盖子是微米/纳米级别科技仿生材料,现实生活中,还有很多类似的仿生材料,比如平时用来盛米饭的勺子,勺子表面有非常多的突起,就像荷叶上的突起,而米饭粒就像大号的水滴,所以这个设计的目的也是希望米粒不会粘到勺子上。

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仿生材料竟然有这么多奥秘!那你还能在生活中发现其他有意思的仿生材料吗?


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