一、露珠的诗情画意

露珠是自然界一种常见的现象。秋天的后半夜，空气湿度大，温度低，空气中的水蒸气凝结成液滴落在低矮的植物叶子上，成为晶莹透亮的露珠，煞是好看，幽静的画面给人以美的享受，常常被诗人描写，借以抒发细腻美好的情感。

唐代著名诗人白居易（772-846）有《东陂秋意寄元八》：

寥落野陂畔，独行思有余。

秋荷病叶上，白露大如珠。

忽忆同赏地，曲江东北隅。

秋池少游客，唯我与君俱。

啼蛩隐红蓼，瘦马蹋青芜。

当时与今日，俱是暮秋初。

节物苦相似，时景亦无余。

唯有人分散，经年不得书。

诗人通过描写野坡畔的秋荷病叶上的露珠，回忆与挚友元稹一同游览的情景，诗中以景寓情，以景抒情，情景交融，表达了诗人与好友分别以后长时间没有得到好友的书信的思念之情。

白居易还著有广为流传的《暮江吟》：

一道残阳铺水中，半江瑟瑟半江红。

可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。

这是一首家喻户晓，脍炙人口的七言绝句，其中诗的后两句描绘了九月初三夜里一轮新月初升，江边绿草上挂满了晶莹的露珠，圆润的露珠映照新月的清辉，闪烁着光泽，就像是颗颗珍珠晶莹剔透。

秋荷一滴露，清夜坠玄天。

将来玉盘上，不定始知圆。

唐代诗人韦应物（约737—约791）在这首《咏露珠》的五言绝句中，仅仅用了20个字，便生动描绘了秋夜的一滴露珠落到碧绿的荷叶上面，晶莹透明，滚来滚去的美景。

霏微晓露成珠颗，宛转田田未有风。

任器方圆性终在，不妨翻覆落池中。

这是唐代诗僧齐己(863年—937年)写的《观荷叶露珠》，写的是晨曦微露的拂晓时刻，一颗一颗圆圆的露珠滚来滚去，始终保持圆圆的形状和纯洁透明的品质，露珠翻滚落入池塘，动中有静，静中有动，动静结合，惟妙惟肖。

还有很多吟咏露珠的名诗佳句。如唐代诗人温庭筠的《赠知音》：

星汉渐移庭竹影，露珠犹缀野花迷。

唐代诗人李咸用的《塘上行》：

却把金钗打绿荷，懊恼露珠穿不得。

宋代诗人黄庭坚的《戏呈孔毅父》：

文章功用不经世，何异丝窠缀露珠。

杨万里词《昭君怨—咏荷上雨》：

“却是池荷跳雨，散了真珠还聚，聚作水银窝，泻清波。”

金代蔡松年《鹧鸪天•赏荷》：

胭脂雪瘦薰沉水，翡翠盘高走夜光。

清帝乾隆的《荷露烹茶》：

秋荷叶上露珠流，柄柄倾来盎盎收。

这些名诗佳句不仅给了我们美的享受，而且给予我们知识的启迪。大家是否会想到“为什么露水落在植物的叶子上就会形成圆圆的，晶莹剔透、纯洁透明的露珠；而打在衣服上，却“道狭草木长，夕露沾我衣”呢？从流体力学的角度看来，这是因为在植物叶子的表面形成了超疏水现象（图1）。

图1 荷叶上的露珠形成的超疏水现象

二、超疏水现象的原理

将一滴水滴在均匀平滑的固体表面，待液体静止后，水-气交界面的切线与水-固交界面的切线之间的夹角称为接触角，常用表示。接触角是固-液表面相互润湿性的一个量度，接触角越小说明水对固体的浸润性越好。根据接触角的大小，会产生以下三种情况（如图2所示）：当时，为亲水现象，特别是当时称为完全润湿现象，就是“夕露沾我衣”的原因。当时，称为疏水现象；而当时，称为超疏水现象。能产生超疏水现象的固体材料称作超疏水材料。植物新鲜的叶子就是一种天然的超疏水材料。自然界中有很多动物表面由于具有微结构也具有疏水性，例如蝴蝶、蝉、蜻蜓、蚊子的翅膀表面等（图3）。

图2  液-固不同接触角的三种情况

图3  蜻蜓翅膀表面的超疏水现象

通过观察植物叶表面的微观结构可以发现，这种疏水性是由叶子表面上的微米级凸起以及纳米级蜡状绒毛（如图4所示）共同产生的。经过观察和测量，新鲜荷叶表面的接触角可高达160°，表现出典型的超疏水特性。而经过焙烧的荷叶则失去了其超疏水性能和自清洁效应。用显微镜观察研究后发现，被加热过的荷叶表面微纳二级结构已经消失，证明荷叶之所以具有超疏水和自清洁性能，正是因为其表面微-纳米二级结构，这种微纳结构与液滴相互作用，使得液滴表现出较大的表面张力支撑，在凸起顶部与重力平衡，液滴下部空隙中留存着空气，并未真正渗入微纳结构的间隙（如图5所示），液滴可以在凸起的顶部来回滚动，从而宏观上呈现出超疏水的“荷叶效应”。

图4 荷叶表面的微纳米凸起结构