荷叶效应

水在莲叶表面的样子

水在莲叶表面的动画图

莲花效应（英语：lotus effect），也称作荷叶效应，是指莲叶表面具有超疏水性以及自洁（self-cleaning）的特性。莲叶表面疏水，落在叶面的雨水会因表面张力形成水珠，使水与叶面的接触角大于150度，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面，并且可以带走灰尘和污泥，达到自我洁净的效果。

原理及证明

公元1997年，德国波昂大学植物学家威廉·巴斯洛德（Wilhelm Barthlott），创造莲叶效应(Lotus effect)一词的人，以人造灰尘粒子污染赫蕉、倪藤、玉兰、林山毛榉、莲花、芋、甘蓝、及须菊木属的Mutisia decurrens等八种植物，再以人造雨清洗两分钟，最后倾斜叶面15度让雨珠滑落，并观察叶面表面灰尘残留的状况。结果显示，前四种叶片的灰尘残留率超过40%，而后四种植物的灰尘残留率比例皆小于5%。将以上八种植物以水在其叶面上做接触角之分析实验，可发现结果分为两项区域，其中前四种植物的接触角介于28~72度角之间；而后四种植物接触角介于130~160度角之间。当接触角为0时，代表液体可完全润湿物体表面，而当接触角为180时，代表液体完全无法润湿物体表面。

以莲叶为例，莲叶表面布满5~15微米的突起表皮细胞，上面覆盖直径约100奈米，由蜡组成的结晶，及约100~200奈米的纤毛。由扫描式电子显微镜观察上面8种植物，可以看到接触角小于100度的植物，表面较为平坦；而接触角大于130度的植物叶片，上面除了有大的突起，也有一些类似纤毛的结构，约为100至200奈米左右。另外，须菊木属的Mutisia decurrens叶面上并没有纤毛结构，但表面较为粗糙。

例子

莲花、芋、甘蓝、须菊木属的Mutisia decurrens、艳紫荆、变叶木等植物的叶片，及闪蝶属的翅膀。

应用

一些奈米科技学家正在开发一些方法，使涂料、屋瓦、纺织品和其它表面可保持干燥和干净，就如莲叶表面的方式相似。通常使用氟化物或硅处理表面而达到此效果；利用葡萄糖和蔗糖化合成聚乙二醇亦可达到此效果。有自洁效应的新涂料，目前已被发展，甚至有自洁功能的玻璃板也已经进入市场，使用于温室的屋顶等。