Den forntida konfucianska filosofen Zhou Dunyi sade: ”Jag älskar lotusen, ty den växer ur smuts, men förblir fläckfri.” Det har länge varit en gåta hur lotusen håller sig ren och torr, men nu har forskare förstått hur det går till.
Nyligen har forskare upptäckt hur växten håller sig själv ren och torr. Därigenom kan man ha funnit ett sätt att tillverka material som enklare håller sig rena.
Urgamla frön blev till lotusblommor
Hemligheten ligger i de fina vibrationerna i naturen och lotusens unika ytstruktur. Detta visar en studie i Physical Review Letters av Chuan-Hua Chen, lektor i maskinteknik och materialteknik på Duke University, och doktoranden Jonathan B. Boreyko.
– Vi stod inför ett knepigt problem – små vattendroppar som faller på bladen rullar lätt av, medan kondensat som uppstår inuti bladens håligheter är klibbigt och stannar kvar, säger Boreyko i ett pressmeddelande.
Gammal gåta
Forskarna videofilmade ett lotusblad som vilade ovanpå en billig högtalare med låg frekvens. De kylde ner bladet för att låta dropparna formas på ytan. Så fort de gjorde så att högtalarna vibrerade på omkring 100 Hertz i bråkdelen av en sekund studsade de klibbiga dropparna på bladet av.
Forskarna förklarar att ytstrukturen på bladet är vattenfrånstötande. Det är täckt av små, oregelbundna knölar med ännu mindre hårstrån. När en vattendroppe landar på den här typen av yta vilar de bara på ändarna av de små hårstråna. Dropparna hålls uppe av underliggande luftfickor och stöts till slut bort från bladet.
– Detta löser en mycket gammal gåta inom området, säger Chen. Människor har observerat att det bildas kondens varje natt på lotusbladen. När de kommer tillbaka på morgonen är vattnet borta och bladet är torrt. Högtalaren återskapade i labbet det som händer varje dag i naturen, som är full av fina vibrationer, särskilt för lotusen, som har stora blad ovanpå långa och smala stjälkar.
Tillämpning i samhället
Chen menar att en möjlig tillämpning av upptäckten är att täcka insidan av rör av den typ som används för att överföra värme i kraftverk. Genom att upprätthålla sina vattenavvisande egenskaper skulle det vara mindre friktion i rören och därmed mer flöde och effektivitet.
Sägner om lotusblommans symbolik för indisk kultur
– Vi har avslöjat fysiken bakom hydrofober, vitala egenskaper för vattenavvisande material som kan användas i verkliga världen, säger Chen.
– De här materialen kommer att användas i fuktiga eller kalla miljöer där kondens förekommer naturligt. Våra upptäckter ger en ny inriktning för att utveckla vattenavvisande material som kan överleva i krävande naturliga miljöer, och kan användas i en mängd ingenjörsmässiga applikationer, bland annat icke klibbiga textilier, självrenande optik och friktionsfria båtskrov.
