#img_left_nostream#Древний конфуцианский философ Чжоу Дунь И сказал: «А я так люблю один только лотос — за то, что из грязи выходит, но ею отнюдь не замаран»*. Недавно учёные обнаружили, как растение остаётся чистым и сухим, и при этом, возможно, нашли способ делать самоочищающиеся материалы, с малым лобовым сопротивлением.
В своей статье в американском научном журнале Physical Review, ассистент профессора кафедры механики и материалов Университета Дюка — Чуань-Хуа Чэнь, и выпускник Джонатан Б. Борейко считают, что секрет цветка — в тонких колебаниях и уникальной поверхностной структуре лотоса.
«Мы оказались перед интересной проблемой — капельки воды, падающие на лист, легко скатываются, в то время как конденсат, который накапливается внутри укромных уголков листа и трещин, является липким и остаётся пойманным в ловушку», — сказал Борейко.
Исследователи сделали видеосъемку листа лотоса, опирающегося на вершину недорогого громкоговорителя на низкой частоте. Они охладили лист, чтобы позволить капелькам сформироваться на поверхности. Как только они включили громкоговоритель, вибрирующий приблизительно с частотой 100 герц в секунду, липкие капельки на листе упали вниз.
Исследователи объяснили, что поверхностная структура листа водоотталкивающая. Она покрыта крошечными нерегулярными выступами, колосовидными с ещё более крошечными волосками. Когда капелька воды оказывается на такой поверхности, она опирается только на концы крошечных волосков. Капелька держится воздушными подушечками снизу, и, в конечном счёте, скатывается с листа.
«Это решает давнишнюю загадку, — пишет Чэнь. — Люди заметили, что каждую ночь на листе лотоса формируется уплотнение. Когда утром они возвращаются — вода ушла, и лист сух». Он воспроизвёл в лаборатории то, что случается каждый день в природе, полной тонких колебаний, особенно лотос, который имеет большие листья, поверх длинных и стройных стеблей.
Чэнь предложил применить полученные данные при покрытии труб конденсатора, используемого при передаче высокой температуры на электростанциях. При водоотталкивающей способности будет меньше сопротивления в трубах и больше потока и эффективности.
«Мы показали физику супергидрофобности антиросы, способность водоотталкивающих материалов, которые будут применены на практике, — считает Чэнь. — Эти материалы будут использоваться во влажных или холодных окружающих средах, где уплотнение случается естественно. Полученные нами данные указывают на новое направление в развитии водоотталкивающих материалов, которые будут выдерживать условия окружающей среды, и будут иметь большое разнообразие технических применений, включая нелипкий текстиль, самоочищающуюся оптику и сокращающие сопротивление корпуса».
Исследование Чэня поддержано Pratt School of Engineering Университета Дюка.
Версия на английском
*О любви к лотосу
На суше, на воде, в траве, на дереве — повсюду цветов есть очень много всяких, которые достойны любованья. В эпоху Цзинь жил Тао Юаньмин — поэт, который полюбил одну лишь хризантему. С династии же Таи и вплоть до наших дней любовь людей сильней всего — к пиону.
А я так люблю один только лотос — за то, что из грязи выходит, но ею отнюдь не замаран, и, чистой рябью омытый, капризных причуд он не знает. Сквозной внутри, снаружи прям… Не расползается и не ветвится. И запах от него чем далее, тем чище…
Он строек и высок, он чисто так растет. Прилично издали им любоваться, но забавляться с ним, как с пошлою игрушкою, отнюдь нельзя.
И вот я так скажу:
«Хризантема среди цветов — то отшельник, мир презревший. А пион среди цветов — то богач, вельможа знатный. Лотос — он среди цветов — рыцарь чести, благородный человек. Да! Да! Любовью к хризантеме, с тех п ор как Тао нет, прославлен редко кто. Любовью к лотосу живет со мною вместе какой поэт?
Любовь к пиону подойдет к поэту из толпы».
Перевод В. М. Алексеева
Хелена Чжу. Великая Эпоха
