(以下文章来源于微信公众号中科院物理所,作者鱼非我&opzk。)
银杏为什么叫银杏?
你思考过这个问题吗?
大家都喜欢秋天金灿灿的银杏叶,
(臭臭的)银杏果:那我呢?那我呢?
实验器材
可可粉、蜡(可选)、网球、水杯、羽毛球(可选)、银杏果(可选)、所标杯
实验步骤
第一步:
为网球表面附着一层可可粉。
第二步:
将银杏果放入水中,可以发现银杏果的表面出现了一层薄薄的“银膜”,这也是银杏果为什么叫做“银”杏的缘故之一。
接着,将附着有可可粉的网球放入水中,网球底部成功形成了一层“银膜”。拿出网球后,除了溶解的表层可可粉外,可可粉几乎没有被水浸湿。
第三步:
对比不加可可粉的网球表面,也能看到一点银色表面,只是效果不佳,说明纯网球表面的这种性质(具体是什么性质往下看吧~)不如可可粉好。
也可以抹点蜡再试一试。
第四步:
还可以使用乒乓球来模拟。把乒乓球上面粘上一层双面胶再蘸上可可粉就行啦~
第五步:
与该现象类似(原理一致),羽毛表面也不沾水,可以让液滴在表面顺畅地滑来滑去。
原理解说
银杏果入水之后被包裹一层“银膜”,这是因为银杏果表面有一层果胶和蜡,这层蜡质形成了疏水结构,即水分子不容易直接渗透或附着在表面。当银杏果入水后,水分子接触疏水表面时,难以与表面形成强的氢键,水分子形成一层薄膜。银杏果的表面有微小绒毛或突起,这些微结构可以含一层空气,导致空气被包裹在水和果表面之间。空气折射率比水低,折射后这层空气膜看起来就像是“银膜”。
因此如果要模仿银杏表面,理论上就需要一个表面疏水 绒毛(突起)的结构。可可粉/抹茶粉可以实现疏水的效果(想想你冲粉的时候是不是总会冲成小疙瘩?)。因此我们选用了网球 可可粉,乒乓球 双面胶 可可粉来模拟这一过程。
当然,用网球的深层原因是非极性的高分子表面一般表面能低。如果你想从本质(即从能量的角度)去理解表面为什么疏水,那请移步小编写的《听说冲锋衣上热搜了?玩转荷叶,教你认识冲锋衣为啥防水》文章,里面会介绍Wenzel模型,Cassie-Baxter模型,看完你就是专家啦。
上方实验的银杏果来自物理所园区的银杏树下,是熟透了的银杏果,因此疏水效果已经不够强烈了(疏水表面并不稳定,容易被破坏)。下方图片中的银杏果比较青涩,放入水中后出现的“银膜”更厚更亮。
图源网络
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