эффект лотоса иначе superhydrophobicity; лотос-эффект; супергидрофобность (англ. lotus effect) — эффект практически полной несмачиваемости поверхности твердого тела жидкостью, возникающий из-за особенностей рельефа данной поверхности на микро- и наноуровне, приводящих к снижению площади контакта жидкости с поверхностью данного тела.

Описание

Природное явление плохой смачиваемости водой и, как следствие, эффект самоочистки поверхности наблюдается для листьев и цветков ряда растений, таких, как лотос, люпин и др., а также крыльев насекомых. При помощи электронной микроскопии было обнаружено, что подобные поверхности имеют особый рельеф в виде «шипов», образованных гидрофобными веществами (рис. 1). Капля воды на такой поверхности имеет малую площадь соприкосновения, не может удерживаться на ней и скатывается, унося с собой пыль, сажу, споры грибов и  другие загрязнения поверхности, что и приводит к эффекту самоочищения. Так, для листьев лотоса площадь контакта капли воды и листа составляет менее 1% от всей площади капли, а контактный угол  между поверхностями листа и капли может достигать 170° (супергидрофобная поверхность).

В настоящее время разрабатываются материалы и покрытия на основе  «эффекта лотоса», супергидрофобность которых будет обусловлена структурированием поверхности, в том числе и на наноуровне (рис. 2.).

Иллюстрации

Рис. 1. Рельеф поверхности крыла бабочки Павлиний глаз (от лат. Inachis io). А
Рис. 1. Рельеф поверхности крыла бабочки Павлиний глаз (от лат. Inachis io). Автор: В. И. Балабанов, РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева.
Рис. 2. Микрофотография супергидрофобной поверхности полипропилена. Авторы: А. А. Елисеев
Рис. 2. Микрофотография супергидрофобной поверхности полипропилена. Авторы: А. А. Елисеев и Р.П. Иванов, ФНМ МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автор

  • Балабанов Виктор Иванович

Источники

  1. Neinhuis C., Barthlott W. Characterization and distribution of water-repellent, self-cleaning plant surfaces // Annals of Botany. 1997. V. 79. P. 667–677.
  2. Балабанов В.И., Балабанов И.В. Нанотехнологии: правда и вымысел. – М.: Эксмо, 2010. – 384 с.
  3. Onda T. Super-Water-Repellent Fractal Surfaces // Langmuir. 1996. V. 12. P. 2125–2127.

Напишите нам