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面料防水:简介荷叶效应的原理是什么?如何在面料上应用?

创作时间:
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@小白创作中心

面料防水:简介荷叶效应的原理是什么?如何在面料上应用?

引用
搜狐
1.
https://www.sohu.com/a/787986478_121076147

一、什么是荷叶效应

荷叶效应又叫“荷叶自洁效应”,是指荷叶自身具有极强的疏水性,即洒在荷叶上的水会自动聚集成水珠,水珠自然滚落,滚动的过程中将叶面上的尘土污泥粘吸后滚出荷叶面,这样荷叶的叶面就会始终保持着干净。

二、荷叶效应的原理

首先,荷叶的叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。一方面是由细胞组成的乳瘤形成的表面微观结构;另一方面是由表面蜡晶体形成的毛绒纳米结构。乳瘤的直径为515um,高度为120um。

其次,在荷叶的叶面上布满着一个挨一个隆起的像"小山包"的组织,它上面长满了绒毛,同时在"小山包"的顶上又长出一个馒头状的"碉堡"凸顶。这样子的组织结构致使叶面的凹陷部份充满着空气,从而在紧贴叶面上形成一层极薄,只有纳米级厚的空气层。

最后,荷叶独具的微观结构和纳米结构使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后,隔着一层极薄的空气,只能与荷叶叶面上的"小山包"的凸顶形成几个点接触。雨点或水滴在自身的表面张力作用下形成球状,球状水滴就会在滚动中吸附灰尘,并由于重力原因滚出荷叶叶面,这就是"荷叶效应"能自洁的奥妙所在。

总的来说,荷叶效应的秘密主要在于它的微观结构和纳米结构,而不在于它的化学成分。

三、荷叶效应在纺织领域的应用

荷叶自洁神奇的疏水性能够有效防水防污,我们可以采用纳米银、纳米碳酸钙、纳米硅等制作具有荷叶效应的拒水剂。同时具有高度拒水自洁的织物必须具备如下条件:

  1. 纤维表面具有基本的拒水性能(即水在其表面的接触角大于90°);对于这一步,可以通过纳米技术、等离子处理技术和涂层浸轧技术达到。
  2. 织物具有粗糙的表面。虽然织物表面本身是非常粗糙的,但这种粗糙结构是以纤维为最小单位,远大于纳米结构的要求。拒水自洁织物表面的粗糙应是纤维表面的粗糙,该粗糙应达到纳米级水平。

下面总结部分应用了荷叶效果的案例:

3.1、荷叶效应在纺织面料上的应用实例

如市面上的一些防水衣以及防水、防油的布料就是应用了荷叶效应来达到防水防油防污的。

防水冲锋衣

防水防油皮革

这些具备防水防油防污的面料和服装不但具备优良的防水防油防污性能,还保留了织物原有的透气性和耐洗涤性。

3.2、荷叶效应在汽车产品上的应用实例

如市面上汽车产品,真皮座椅、头枕或是汽车油漆等等,应用了荷叶效应来达到防水防油防污的。

3.3、荷叶效应在建筑上的应用实例

假设有了荷叶效应的建筑材料,我们还用担心刮风下雨让房屋一片狼藉吗?

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