荷葉效應

蓮花效應（英語：lotus effect），也称作荷叶效应，是指蓮葉表面具有超疏水性以及自潔（self-cleaning）的特性。蓮葉表面疏水，落在葉面的雨水會因表面張力形成水珠，使水與葉面的接觸角大於150度，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面，並且可以帶走灰塵和污泥，達到自我潔淨的效果。

水在蓮葉表面的樣子

水在蓮葉表面的動畫圖

原理及證明

西元1997年，德國波昂大學植物學家威廉·巴斯洛德（Wilhelm Barthlott），創造蓮葉效應(Lotus effect)一詞的人，以人造灰塵粒子汙染赫蕉、倪藤、玉蘭、林山毛櫸、蓮花、芋、甘藍、及須菊木屬的Mutisia decurrens等八種植物，再以人造雨清洗兩分鐘，最後傾斜葉面15度讓雨珠滑落，並觀察葉面表面灰塵殘留的狀況。結果顯示，前四種葉片的灰塵殘留率超過40%，而後四種植物的灰塵殘留率比例皆小於5%。將以上八種植物以水在其葉面上做接觸角之分析實驗，可發現結果分為兩項區域，其中前四種植物的接觸角介於28~72度角之間；而後四種植物接觸角介於130~160度角之間。當接觸角為0時，代表液體可完全潤濕物體表面，而當接觸角為180時，代表液體完全無法潤濕物體表面。

以蓮葉為例，蓮葉表面佈滿5~15微米的突起表皮細胞，上面覆蓋直徑約100奈米，由蠟組成的結晶，及約100~200奈米的纖毛。由掃描式電子顯微鏡觀察上面8種植物，可以看到接觸角小於100度的植物，表面較為平坦；而接觸角大於130度的植物葉片，上面除了有大的突起，也有一些類似纖毛的結構，約為100至200奈米左右。另外，須菊木屬的Mutisia decurrens葉面上並沒有纖毛結構，但表面較為粗糙。

例子

蓮花、芋、甘藍、須菊木屬的Mutisia decurrens、艷紫荊、變葉木等植物的葉片，及閃蝶屬的翅膀。

應用

一些奈米科技學家正在開發一些方法，使塗料、屋瓦、紡織品和其它表面可保持乾燥和乾淨，就如蓮葉表面的方式相似。通常使用氟化物或矽處理表面而達到此效果；利用葡萄糖和蔗糖化合成聚乙二醇亦可達到此效果。有自潔效應的新塗料，目前已被發展，甚至有自潔功能的玻璃板也已經進入市場，使用於溫室的屋頂等。