Юрий Тарасенко Дебютант

«Эффект лотоса» и «эффект розовых лепестков» - в чем разница?

«Благоуханная чаша из алых лепестков» и «цветок открытой сердечности». Королевская красота и изысканность с одной стороны, нежность и глубокая чистота с другой. Роза и лотос… Оба эти цветка известны издревле, и существует множество превосходных эпитетов, одинаково применимых к обоим растениям.

Но так сложилось, что несмотря на известность, лотосу присуща определенная экзотичность, тем более, что растет он в таких местах, где людям появляться, мягко говоря, не очень удобно. Обычно это неглубокие, основательно заиленные водоемы, чаще всего дельты крупных рек или мелководные участки озер в местах с достаточно теплым климатом.

Ил, как известно, прямой родственник обыкновенной грязи, то есть этот великолепный цветок попросту из нее и растет, но при этом сохраняет исключительно девственную чистоту и очарование. Даже если его прямиком опустить в илистую воду, он выйдет из нее без единого темного пятнышка, как будто заново родившись. На этом, кстати, основано священное значение цветка лотоса в буддизме и других восточных религиях.

Влаге на листьях лотоса не удержаться Любая влага, попадающая на листья либо лепестки лотоса, сразу собирается в капли сферической формы, которые никаким способом не могут удержаться на поверхности и неминуемо скатываются вниз, прихватывая с собой частички ила, оказавшиеся на их пути.

Точно в такие же очаровательные, изумрудные или сапфировые в лучах солнца капельки-шарики собирается вода и на лепестках розы. Зрелище, подчас, просто непередаваемое…

Но вот что интересно. Эти капельки не скатываются с лепестков при малейшем сотрясении, как это происходит у лотоса. Более того, они остаются на месте, даже если цветок розы перевернуть вниз бутоном. Что это? Почему такая противоположность? Ответ, в общем-то, простой, хотя найден он был совсем недавно.

Очарование В 70-е годы прошлого века ученый из Ботанического института города Бонна Вильгельм Бартлотт изучал структуру поверхности листьев различных растений с помощью растрового электронного микроскопа. Уже тогда он вместе с коллегами обратил внимание на удивительную чистоту некоторых оранжерейных растений, таких как настурция, лотос, кольраби. Их листья казались свежевымытыми, тогда как листья других растений были покрыты глинистыми и известковыми пятнами.

В то время общепринятым было мнение, что чем более гладкая поверхность, тем труднее на ней удерживается влага и, соответственно, грязь. И каково же было удивление ученых, когда они поняли, что самыми грязными оказались именно растения с гладкой поверхностью, а те, у которых под микроскопом была обнаружена шероховатая поверхность, были идеально чистыми и сухими. Особенно ярко это свойство выражалось у лотоса. Его листья, покрытые микроскопическими бугорками, прямо-таки отталкивали воду и грязь. Так был открыт «эффект лотоса».

Компьютерное моделирование поверхности листа лотоса Нужно сказать, что сам по себе шероховатый или пористый рельеф может даже лучше удерживать воду, чем гладкий. Достаточно вспомнить всем известные губки и банные полотенца. Но, если поверхность изначально обладает водоотталкивающими свойствами, то есть гидрофобностью (от греч. фобио — бояться), то такой рельеф только усугубит ситуацию. Вода будет собираться в шарообразные капельки на бугорках и скатываться при малейшем сотрясении. Именно на этом и основан «эффект лотоса».

Поверхность листьев и лепестков такого рода растений покрыта мельчайшими, сильно выпуклыми бугорками-шишечками, которые можно увидеть только с помощью микроскопа. Размер этих шишечек не более 20-ти микрон, а расстояние между ними еще раз в десять меньше. На шишечках же, в свою очередь, расположились отдельные нанокристаллы воскоподобного вещества, которое заставляет поверхность «бояться» воды.

Вот и все. Водяные капельки ни за что не удержатся на такой поверхности, скатятся, а заодно унесут с собой частички грязи, споры грибков, бактерии и т. д. Любопытно, что во время опытов с лотосом такая же участь постигала даже краску и клей! В результате листья и лепестки этого цветка всегда остаются идеально чистыми. Не зря он является символом духовной и физической чистоты.

Этот эффект, кстати, используют бабочки и другие, особенно летающие, насекомые. Это им жизненно необходимо, ведь намокнув, они потеряли бы способность летать.

А теперь о розе. Смысл «эффекта розовых лепестков» в обратном: в удержании так радующих глаз капелек воды на поверхности бутона. И хотя внешне он — прямая противоположность «эффекту лотоса», первопричины и у того, и у другого явления одинаковые.

Две противоположности Есть у розы и воскоподобные нанокристаллы, которые заставляют воду «сворачиваться» в шарики, есть и знаменитые шишечки, причем того же размера, что и у лотоса, но вот форма их и расстояние между ними другие. Эта особенность как раз и изменила эффект на противоположный.

Все оказалось просто. У лотоса расстояние между шишечками слишком мало, чтобы обеспечить полный контакт капли с поверхностью. А слегка конусообразные шишечки розовых лепестков, находящиеся на большем расстоянии друг от друга, справляются с этой задачей прекрасно и надежно удерживают каплю на лепестке.

Остается только восхищаться таким завораживающе красивым творением природы, как полураспустившийся бутон розы после дождя…

Интересно, что китайские химики сумели создать полимерный материал, в точности повторяющий розовый эффект, и лепестками из этого материала тоже можно любоваться после дождя. Но, к сожалению, удовольствие это слишком дорогое и сугубо практического значения пока не имеет, чего нельзя сказать об «эффекте лотоса».

Капли воды на стене, покрытой краской с "эффектом лотоса" Уже создано и продолжает создаваться много специальных самоочищающихся или вовсе «непачкающихся» покрытий и красок. Их широко применяют, например, при обработке фасадов зданий. С микроскопически шероховатой поверхности дождь хорошо смывает грязь, споры вредных грибков. Существует и самоочищающаяся черепица. Разработаны специальные изолирующие и утеплительные оболочки нового поколения. Есть уже «сверхчистые» медицинские инструменты и материалы, и даже в основе принципа антипригарных покрытий кухонных сковородок лежит все тот же «эффект лотоса».

Такое вот интересное сочетание — поразительная красота и удивительная практичность. Видимо, у нашей матушки-природы первое никогда не будет помехой второму, и человек всегда найдет, что полезного у нее позаимствовать..

Обновлено 24.02.2009
Статья размещена на сайте 30.11.2008

Комментарии (17):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: