莲花自洁之谜

自古以来，莲花因其出污泥而不染的高洁品格而备受人们的喜爱，然而很少有人知道，莲花之所以清纯洁净，蕴含着植物学秘密。莲是豆科的一属——百脉根属，约有一百种，分布于欧洲、亚洲、非洲及北美的温带地区。

莲是几种不同植物的统称。古希腊所说的莲是鼠李科的枣莲，为丛生灌木；埃及所说的莲是睡莲，一种叫做蓝睡莲的莲花在埃及艺术中占有主要地位；印度教的圣莲是小学生的开白花或粉红花的莲，即荷花。

对古埃及人来说，莲花是再生的载体；我国和印度的佛教密宗认为僧人莲华生，就诞生于莲花之中。莲花在我国各地被广泛种植，从茄子到莲藕都是饮食和传统药典中的重要成分。

威廉•巴特洛特是德国波恩大学植物研究所的所长，化学界的巨擘，拥有庞大的生产瓦、油漆、涂料和覆盖材料的工厂。他领导进行的一项研究表明，莲花的洁净中隐藏着一个秘密，并由此发明了一项新技术，生产出表面完全防水并且具备自洁功能的材料。

这是一项用途广泛的新技术，它使人们不再为建筑物顶和表面的清洁问题发愁，也不必再为汽车、飞机和各种运输工具的清洁问题大作脑筋。

从上世纪70年代起，从事植物分类研究的巴特洛特及其领导的小组通过电子显微镜对一万多种植物的表面结构进行了研究，他们为此搜集了数量庞大的样品。

这项工作最终揭示了一个有趣的现象：在莲花叶面上倒几滴胶水，胶水不会粘连在叶面上，而是滚落下去并且不留痕迹，而表面覆盖着一层极薄蜡晶体的叶子却干干净净，这正是防水叶面的特点。这一现象引起巴特洛特的好奇心，并作出这样的假设：在防水性和抗污性之间存在着因果关系。

事实上，在拥有“蜡质”的叶面上，污物的粒子只是勉强立足，难以扎根，少量水就可以将其冲走。在这些最初结果的鼓舞下，波恩大学的植物学家们组织了一场各类植物的抗污比赛。

他们从340种植物中选出防水性最佳的植物，置于含有大量石英粉尘、二氧化硫和复印机的污染物中，然后再将这些植物，置于雨水中，或用人工喷雾器喷雾，以检验在直径为0.5毫米的水滴中其自洁机能的效果。

在高倍电子显微镜的帮助下，他们测量了水滴和叶面之间接触的角度，该角度越大，所需的水量就越小。莲花叶面与水滴的接触平均为160°，最接近180°的极限值。

叶面的防水性不仅使水滴带走污物，清洁了植物，还可以避免孢子类寄生物的栖息，因为没有潮湿的环境，这类寄生物就无法生存。微波的蜡晶体使植物叶面变得粗糙，这是植物具有抗污机理的关键所在，人类可仿制出这种蜡晶体并将其应用于任何表面涂覆物上。

“莲花效应”的故事从此进入德国一些大企业的研究与开发部。1999年3月，ISPO公司生产的Lotusan油漆，它能够自己去除表面的污物颗粒，使建筑外表保持干净。另一家公司将向市场投放运用类似原理制成的压缩黏土瓦，当雨水落在瓦上时水滴会带走污物。

还有的企业则正在开发塑料涂层，这样，在不久的将来，太阳能板、道路交通标识牌、花园中的座椅和苫布等覆盖材料都只需用少量的水就可冲洗干净。

真实，很多人都对莲花效应持怀疑态度，许多研究粘连性的物理学家可能对此感到意外，因为他们对光滑的表面进行了各种各样的研究，而对复杂的凸出的表面结构却完全缺乏数据测算。

目前德国及阿联酋的一万多座建筑物的表面涂层使用的就是利用这一原理生产的新材料。巴特洛特因这项科学研究获得了菲利普•莫里斯奖，并为新产品和这项技术申请了专利，植物学家的好奇心带来了一次小小的革命。