那些將小水珠玩弄于股掌之上的生物
①說(shuō)起蓮,古今中外贊美之辭怕不止萬(wàn)千,但最負(fù)盛名的大概就數(shù)周敦頤的千古名句——“出淤泥而不染,濯清漣而不妖”了。這句話不僅極具文學(xué)價(jià)值,同時(shí),也還提及了一種科學(xué)現(xiàn)象,那就是荷葉所具有的自清潔效應(yīng)——由于這一效應(yīng)最早正是發(fā)現(xiàn)于荷葉表面,因此也得名為“荷葉效應(yīng)”。
②荷葉表面對(duì)水非常憎惡,在物理化學(xué)中,這一特性被稱為“超疏水性”。正由于此,雨打浮萍,水滴會(huì)被彈開(kāi),散落四周,即使是極小的水珠,未被彈開(kāi)的,也都是些圓滾滾的小球,不會(huì)趴下變扁,更不可能鋪展開(kāi)來(lái)化為水膜;也正由于此,荷葉表面既不染淤泥,又不易沾惹灰塵——浮塵總被雨打風(fēng)吹去。
③這種神奇的性質(zhì),來(lái)源于荷葉表面的特殊結(jié)構(gòu)——荷葉表面密密麻麻地分布著無(wú)數(shù)蠟質(zhì)乳突。荷葉表面每一個(gè)上皮細(xì)胞都會(huì)長(zhǎng)出一個(gè)乳突,這些乳突僅有幾個(gè)微米大,比我們的頭發(fā)絲還細(xì)。不僅如此,再放大看,每個(gè)乳突表面還都充滿著納米級(jí)的小纖毛,這些多級(jí)分形的微納結(jié)構(gòu)會(huì)吸附空氣,當(dāng)水珠滴在荷葉上面的時(shí)候,由于強(qiáng)大的表面張力,水會(huì)被這層氣膜托起來(lái)而無(wú)法接觸其本身。同時(shí),形成這些結(jié)構(gòu)表面還有一層蠟質(zhì),從我們生活中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,蘋果、葡萄表面有層白蒙蒙的生物蠟,在清洗水果的時(shí)候常會(huì)感覺(jué)到打滑,這便是蠟質(zhì)的“功勞”。蠟質(zhì)本身就是疏水的,源自于其本身的組成——非極性有機(jī)分子與極性的水分子極性相異,故難以親和。
④荷塘里,就在蓮的旁邊,還生活著一群不怎么起眼的小蟲(chóng)子,它們叫水黽,也有人管它們叫水蚊子、水蜘蛛等等。“黽”是象形文字,古人用來(lái)指代青蛙、蟾蜍等兩棲類動(dòng)物。水黽這種六條腿的小蟲(chóng)子雖長(zhǎng)得不像蛙類,但卻也像蛙一樣生活在水中,也像蛙一樣一跳一跳的,甚至,比蛙更厲害。它們能漂浮在水面,能在水面上跳躍,乃至生活,就算是狂風(fēng)暴雨也難奈它何,比起“水上漂”的輕功,這簡(jiǎn)直高出天際了。這么一種吃喝拉撒睡乃至繁殖都在水面進(jìn)行的小蟲(chóng)子,也是玩超疏水的行家里手。它們腿上密集排列著微米級(jí)剛毛,剛毛表面是一道道周期排列的納米溝壑,由此,它們便具有強(qiáng)大的超疏水腿,便能輕易漂浮于水面。
⑤玫瑰花瓣表面也表現(xiàn)出了超疏水的特性,盡管玫瑰花表面對(duì)水也很厭惡,卻又能粘上水珠,有種若即若離,有種藕斷絲連。這不同于荷葉表面的低黏附——水滴極易滑落,而是另一種疏的狀態(tài),是一種高黏附的超疏水,也就像我們?cè)谇槿斯?jié)看到粘上露水的玫瑰花,無(wú)論是倒扣著,或是直立著,抑或是平躺著,表面的水總會(huì)粘在上面。當(dāng)然了,粘著的大都是一個(gè)個(gè)小水球,倘若是荷葉的話,這些小球早就東奔西跑,不知所終了。這也和玫瑰花瓣表面的微納結(jié)構(gòu)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,同樣的微米級(jí)小乳突,卻不見(jiàn)了四散枝叉的納米級(jí)纖毛,而是一個(gè)個(gè)小褶皺,這些由表面圓滑的褶皺堆疊起來(lái)的小乳突似乎在向水珠輕聲訴說(shuō)著自己的友善。
⑥有正便有負(fù),有疏也就有親。與疏水、超疏水對(duì)應(yīng)的,便有親水和超親水。顧名思義,這兩種能力意味著材料表面對(duì)水是親和的。紫花琉璃草、泥炭蘚、天鵝絨竹芋和紫葉蘆莉草這幾種植物便具有超親水的葉片,水滴落在其表面,會(huì)迅速鋪展成一層薄薄的平整的水膜,甚至被吸進(jìn)葉片中,就像海綿汲取水分一樣。它們的葉片表面大多具有微米級(jí)的孔道或溝槽,海綿狀的微納結(jié)構(gòu)造就了它們對(duì)水的強(qiáng)大親和力,恨不得將水一分一毫都搓碎揉進(jìn)自己的骨髓里。
⑦類似這些將水玩弄于股掌之上的生物還有千千萬(wàn)萬(wàn),歷經(jīng)漫漫歲月長(zhǎng)河的洗禮,它們根據(jù)各自生存的需求,在過(guò)去的幾千萬(wàn)甚至上億年間,進(jìn)化出了這些有趣又神奇的本領(lǐng),這些本領(lǐng)早已溶入它們血脈,顯得那么平凡,卻又那么偉大。
1.通讀全文,文章主要說(shuō)明了某些生物具有的_____________和_____________的原理。(2分)
2.閱讀第③段,概括荷葉具有“荷葉效應(yīng)”的原因。(3分)
3.有人說(shuō),將④⑤兩段順序調(diào)換,按先植物后動(dòng)物的順序說(shuō)明,更有條理性。請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的看法和理由(3分)
【參考答案】
1.超疏水性 超親水性(2分)