راز برگ‌هایی که یخ نمی‌زنند

تحقیقات نشان می‌دهند راز مقاومت برگ‌های نیلوفر آبی در برابر یخ‌زدگی، در سطح ناهموار و خاصیت آبگریزی قوی آنها نهفته است که حداقل امکان تماس آب را با سطح برگ فراهم می‌کند و مانع از کاهش دما می‌شود.

هوا مرتب سردتر می‌شود، برکه یخ می‌زند، اما برگ‌های نیلوفر آبی همچنان تازه و سرزنده باقی می‌مانند. راز این برگ‌ها در ناهمواری‌های سطح آنها و خاصیت آب‌گریزی قوی حاصل از آن نهفته است.

بررسی این برگ‌ها در مقیاس نانو نشان می‌دهد، قطرات کوچک آب به دلیل آبگریزی سطح ناهموار برگ‌های نیلوفر از روی آن پایین می‌افتند.

این سطح ناهموار باعث می‌شود هوای به دام افتاده در فرورفتگی‌ها مانع از برخورد قطرات آب با سطح برگ شود.

سطوح مصنوعی هم با خواصی مشابه، خاصیت آبگریزی خواهند داشت و در نتیجه می‌توان از یخ‌زدن آنها جلوگیری کرد.

یانلین سانگ و همکارانش در انستیتو علوم پکن نشان داده‌اند این مقاومت در برابر یخ‌زدگی به دلیل تماس لایه بسیار‌نازکی از آب با سطح است که نمی‌تواند در دماهای زیر صفر هم به سادگی حرارت را از دست بدهد و به همین دلیل با روندی بسیار‌آرام منجمد خواهد شد.

آنها دو سطح وسیع از جنس پروپیلن را انتخاب کردند، یکی از آنها مانند برگ‌های نیلوفر آبی ناهمواری‌های فراوان و خواص آبگریزی بسیار‌قوی داشت. دیگری یک سطح آبگریز معمولی بود.

در هوایی با رطوبت بالا، قطرات کوچک و کروی آب به قطر ۵ میکرومتر روی هر دو سطح ایجاد شدند و سپس تیم شروع به سرد کردن محیط کرد.

با کاهش دما قطرات روی سطح آبگریز معمولی مرتب گسترده‌تر شدند و سطح تماس آنها با ورق پروپیلن افزایش پیدا کرد. این قطرات ظرف مدت ۹۰ ثانیه منجمد شدند.

اما قطرات روی سطح آب‌گریز قوی زمانی که به هم متصل شدند و حتی قطر آنها به ۸۰ میکرومتر رسید، گنبدی‌شکل باقی ماندند و پس از ۶ دقیقه منجمد شدند.