銀杏不是黃的嗎?為什么叫“銀”杏?實驗帶你認識它
(以下文章來源于微信公眾號中科院物理所,作者魚非我&opzk。)
銀杏為什么叫銀杏?
你思考過這個問題嗎?
大家都喜歡秋天金燦燦的銀杏葉,
(臭臭的)銀杏果:那我呢?那我呢?
實驗器材
可可粉、蠟(可選)、網球、水杯、羽毛球(可選)、銀杏果(可選)、所標杯
實驗步驟
第一步:
為網球表面附著一層可可粉。
第二步:
將銀杏果放入水中,可以發現銀杏果的表面出現了一層薄薄的“銀膜”,這也是銀杏果為什么叫做“銀”杏的緣故之一。
接著,將附著有可可粉的網球放入水中,網球底部成功形成了一層“銀膜”。拿出網球后,除了溶解的表層可可粉外,可可粉幾乎沒有被水浸濕。
第三步:
對比不加可可粉的網球表面,也能看到一點銀色表面,只是效果不佳,說明純網球表面的這種性質(具體是什么性質往下看吧~)不如可可粉好。
也可以抹點蠟再試一試。
第四步:
還可以使用乒乓球來模擬。把乒乓球上面粘上一層雙面膠再蘸上可可粉就行啦~
第五步:
與該現象類似(原理一致),羽毛表面也不沾水,可以讓液滴在表面順暢地滑來滑去。
原理解說
銀杏果入水之后被包裹一層“銀膜”,這是因為銀杏果表面有一層果膠和蠟,這層蠟質形成了疏水結構,即水分子不容易直接滲透或附著在表面。當銀杏果入水后,水分子接觸疏水表面時,難以與表面形成強的氫鍵,水分子形成一層薄膜。銀杏果的表面有微小絨毛或突起,這些微結構可以含一層空氣,導致空氣被包裹在水和果表面之間。空氣折射率比水低,折射后這層空氣膜看起來就像是“銀膜”。
因此如果要模仿銀杏表面,理論上就需要一個表面疏水 絨毛(突起)的結構。可可粉/抹茶粉可以實現疏水的效果(想想你沖粉的時候是不是總會沖成小疙瘩?)。因此我們選用了網球 可可粉,乒乓球 雙面膠 可可粉來模擬這一過程。
當然,用網球的深層原因是非極性的高分子表面一般表面能低。如果你想從本質(即從能量的角度)去理解表面為什么疏水,那請移步小編寫的《聽說沖鋒衣上熱搜了?玩轉荷葉,教你認識沖鋒衣為啥防水》文章,里面會介紹Wenzel模型,Cassie-Baxter模型,看完你就是專家啦。
上方實驗的銀杏果來自物理所園區的銀杏樹下,是熟透了的銀杏果,因此疏水效果已經不夠強烈了(疏水表面并不穩定,容易被破壞)。下方圖片中的銀杏果比較青澀,放入水中后出現的“銀膜”更厚更亮。
圖源網絡
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