莲花效应
莲花效应（又称荷叶效应）描述的是某些具有极低润湿性（超疏水性）的表面的自清洁行为。液体，尤其是水，会从表面滚落，并带走污垢颗粒。
莲花效应这个名字从何而来？
莲花效应一词指的是植物莲花，它以其自洁行为而闻名。这个词是由植物学家和仿生科学家Wilhelm Barthlott创造的，他是第一个对这种效应进行科学描述的人，并为其在技术表面的应用铺平了道路[1]。莲花效应一词由 StoAG 公司注册商标。
在日常生活中，有哪些是莲花效应？
莲花效应被用于许多产品中，使清洁变得更容易甚至完全不需要清洁。例如，用于室外的外墙涂料或纺织品、玻璃板和屋顶瓦片。医疗设备上也有自洁性涂层，这样病菌就不会附着在上面，也很容易清除。
莲花效应可以用接触角来测量吗？
由于液滴在表面上的形状由接触角表示，因此测量这一变量通常适用于描述具有莲花效应的超疏水表面。 接触角大于90° ，材料被认为是不润湿的，接触角大于150° ，则被描述为超疏水的。
比简单的接触角更有意义的是滞后接触角的测定，它描述了润湿（前进角）和去润湿（后退角）过程中接触角的差异。具有莲花效应的表面滞后接触角是很小的。滞后接触角可以通过对动态放大和缩小的液滴进行液滴轮廓分析来进行光学测量，或使用 Wilhelmy 方法进行动态接触角测量。后者测量的是固体浸入液体后被拉出时的润湿力。
是否所有水接触角非常大的表面都会出现莲花效应？
接触角很大并不能保证一定会产生莲花效应，使液滴从表面滚落。还有一种与此相反的是玫瑰花瓣效应 [3]，即尽管接触角很大，但液体仍有很强的附着力。在这种情况下，疏水层之间的凹槽处充满了液体。哪种效应占上风取决于粗糙表面的化学和几何结构以及润湿条件。
测量疏水层凹槽处被液体润湿所需的压力尤其具有参考价值。对于此类研究，配备相机的表面张力仪是同时实现表面张力和接触角测量的理想选择。
参考文献
- [1] W. Barthlott (2023): The Discovery of the Lotus Effect as a Key Innovation for Biomimetic Technologies. - in: Handbook of Self-Cleaning Surfaces and Materials: From Fundamentals to Applications, Chapter 15, pp. 359-369.
- [2] A.B. D. Cassie, S. Baxter, Wettability of Porous Surfaces. In: Trans. Faraday Soc. 40, 1944, pp. 546-551.
- [3] B. Bhushan, M. Nosonovsky M. (2012). Rose Petal Effect. In: B. Bhushan (Ed.): Encyclopedia of Nanotechnology, pp. + 2265-2272.
