Inligting

Wat veroorsaak dat blare hidrofobies is?

Wat veroorsaak dat blare hidrofobies is?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

In my tuin kweek ek broccoli. Ek het dit nou die dag met water gespuit, en ek het opgemerk dat water van die blare af weerkaats het. Toe ek dit net besproei het in plaas van 'n vol-bespuiting, het die waterkrale versamel, maar as krale gebly in plaas daarvan om uit te sprei. Sommige van hulle het weggespring, maar sommige het opgehoop. So wat laat dit gebeur? Ek weet die blaar is hidrofobies, maar ek het nie deur Google te soek gevind of daar 'n deklaag van een of ander tipe op die blaar is of as dit iets anders is wat dit hidrofobies maak nie.


Dit is as gevolg van die teenwoordigheid van 'n hidrofobiese chemikalie, genoem as cutin, teenwoordig by die lugoppervlaktes van plante.

Cutin is een van twee wasagtige polimere wat die hoofkomponente van die plantkutikula is, wat alle lugoppervlaktes van plante bedek. Die ander belangrikste kutikula-polimeer is kutan, wat baie makliker in die fossielrekord bewaar word.[1] Kutien bestaan ​​uit omega-hidroksisure en hul afgeleides, wat met mekaar verbind is deur esterbindings, wat 'n poliësterpolimeer van onbepaalde grootte vorm.


Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Cutin


Hidrofobiese effek

Die hidrofobiese effek is die waargenome neiging van nie-polêre stowwe om in 'n waterige oplossing te aggregeer en watermolekules uit te sluit. [1] [2] Die woord hidrofobies beteken letterlik "watervresend", en dit beskryf die segregasie van water en niepolêre stowwe, wat waterstofbinding tussen watermolekules maksimeer en die area van kontak tussen water en niepolêre molekules minimaliseer. Wat termodinamika betref, is die hidrofobiese effek die vrye energieverandering van water wat 'n opgeloste stof omring. [3] 'n Positiewe vrye energieverandering van die omliggende oplosmiddel dui op hidrofobisiteit, terwyl 'n negatiewe vrye energieverandering hidrofilisiteit impliseer.

Die hidrofobiese effek is verantwoordelik vir die skeiding van 'n mengsel van olie en water in sy twee komponente. Dit is ook verantwoordelik vir effekte wat verband hou met biologie, insluitend: selmembraan- en vesikelvorming, proteïenvou, invoeging van membraanproteïene in die nie-polêre lipied-omgewing en proteïen-klein molekule assosiasies. Daarom is die hidrofobiese effek noodsaaklik vir die lewe. [4] [5] [6] [7] Stowwe waarvoor hierdie effek waargeneem word, staan ​​bekend as hidrofobe.


Vette en olies

'n Vetmolekule bestaan ​​uit twee hoofkomponente - gliserol en vetsure. Gliserol is 'n organiese verbinding (alkohol) met drie koolstofstowwe, vyf waterstowwe en drie hidroksiel (OH) groepe. Vetsure het 'n lang ketting koolwaterstowwe waaraan 'n karboksielgroep geheg is, vandaar die naam “vetsuur.” Die aantal koolstofstowwe in die vetsuur kan wissel van 4 tot 36 mees algemeen is dié wat 12–18 koolstofstowwe bevat . In 'n vetmolekule is die vetsure aan elk van die drie koolstofstowwe van die gliserolmolekule geheg met 'n esterbinding deur 'n suurstofatoom (Figuur 2).

Figuur 2. Triasielgliserol word gevorm deur die binding van drie vetsure aan 'n gliserol-ruggraat in 'n dehidrasiereaksie. Drie molekules water word in die proses vrygestel.

Tydens hierdie esterbindingsvorming word drie watermolekules vrygestel. Die drie vetsure in die triasielgliserol kan soortgelyk of verskillend wees. Vette word ook genoem triasielgliserole of trigliseriede as gevolg van hul chemiese struktuur. Sommige vetsure het algemene name wat hul oorsprong spesifiseer. Byvoorbeeld, palmitiensuur, a versadigde vetsuur, is afgelei van die palmboom. Aragiedsuur is afgelei van Arachis hypogea, die wetenskaplike naam vir grondbone of grondbone.

Vetsure kan versadig of onversadig wees. In 'n vetsuurketting, as daar slegs enkelbindings tussen naburige koolstofstowwe in die koolwaterstofketting is, word gesê dat die vetsuur versadig is. Versadigde vetsure is versadig met waterstof met ander woorde, die aantal waterstofatome wat aan die koolstofskelet geheg is, word gemaksimeer. Steariensuur is 'n voorbeeld van 'n versadigde vetsuur (Figuur 3)

Figuur 3. Steariensuur is 'n algemene versadigde vetsuur.

Wanneer die koolwaterstofketting 'n dubbelbinding bevat, word gesê dat die vetsuur onversadig is. Oliesuur is 'n voorbeeld van 'n onversadigde vetsuur (Figuur 4).

Figuur 4. Oliensuur is 'n algemene onversadigde vetsuur.

Die meeste onversadigde vette is vloeibaar by kamertemperatuur en word olies genoem. As daar een dubbelbinding in die molekule is, staan ​​dit bekend as 'n mono-onversadigde vet (bv. olyfolie), en as daar meer as een dubbelbinding is, dan staan ​​dit bekend as 'n poli-onversadigde vet (bv. canola-olie).

Wanneer 'n vetsuur geen dubbelbindings het nie, staan ​​dit bekend as 'n versadigde vetsuur omdat daar nie meer waterstof by die koolstofatome van die ketting gevoeg mag word nie. 'n Vet kan soortgelyke of verskillende vetsure bevat wat aan gliserol geheg is. Lang reguit vetsure met enkelbindings is geneig om styf gepak te word en is solied by kamertemperatuur. Dierlike vette met steariensuur en palmitiensuur (algemeen in vleis) en die vet met bottersuur (algemeen in botter) is voorbeelde van versadigde vette. Soogdiere stoor vette in gespesialiseerde selle genoem adiposiete, waar bolletjies vet die meeste van die sel se volume beslaan. In plante word vet of olie in baie sade gestoor en word dit as 'n bron van energie tydens saailingontwikkeling gebruik. Onversadigde vette of olies is gewoonlik van plantaardige oorsprong en bevat cis onversadigde vetsure. Cis en trans dui die konfigurasie van die molekule rondom die dubbelbinding aan. As waterstof in dieselfde vlak teenwoordig is, word daar na verwys as 'n cis-vet as die waterstofatome op twee verskillende vlakke is, word dit 'n transvet genoem. Die cis dubbelbinding veroorsaak 'n buiging of 'n “kink” wat verhoed dat die vetsure styf saampak, en hou hulle vloeibaar by kamertemperatuur (Figuur 5). Olyfolie, mielieolie, canola-olie en lewertraan is voorbeelde van onversadigde vette. Onversadigde vette help om bloedcholesterolvlakke te verlaag, terwyl versadigde vette bydra tot plaakvorming in die are.

Figuur 5. Versadigde vetsure het koolwaterstofkettings wat slegs deur enkelbindings verbind is. Onversadigde vetsure het een of meer dubbelbindings. Elke dubbelbinding kan in 'n cis- of trans-konfigurasie wees. In die cis-konfigurasie is beide waterstowwe aan dieselfde kant van die koolwaterstofketting. In die trans-konfigurasie is die waterstofstowwe aan teenoorgestelde kante. 'n Cis-dubbelbinding veroorsaak 'n kinkel in die ketting.

Transvette

In die voedselbedryf word olies kunsmatig gehidrogeneer om dit halfvast te maak en van 'n konsekwentheid wat vir baie verwerkte voedselprodukte wenslik is. Eenvoudig gesproke, waterstofgas word deur olies geborrel om dit te stol. Tydens hierdie hidrogeneringsproses word dubbelbindings van die cis– konformasie in die koolwaterstofketting kan omgeskakel word na dubbelbindings in die trans– bouvorm.

Margarien, sommige soorte grondboontjiebotter en verkorting is voorbeelde van kunsmatig gehidrogeneerde trans vette. Onlangse studies het getoon dat 'n toename in trans vette in die menslike dieet kan lei tot 'n toename in vlakke van lae-digtheid lipoproteïene (LDL), of “slegte” cholesterol, wat op sy beurt kan lei tot plaakafsetting in die are, wat tot hartsiektes kan lei. Baie kitskosrestaurante het onlangs die gebruik van trans vette, en voedseletikette word vereis om die te vertoon trans vetinhoud.

Omega-vetsure

Figuur 6. Alfa-linoleensuur is 'n voorbeeld van 'n omega-3-vetsuur. Dit het drie cis-dubbelbindings en as gevolg daarvan 'n geboë vorm. Vir duidelikheid word die koolstowwe nie getoon nie. Elke enkelgebonde koolstof het twee waterstowwe wat daarmee geassosieer word, ook nie getoon nie.

Essensiële vetsure is vetsure wat benodig word, maar nie deur die menslike liggaam gesintetiseer word nie. Gevolglik moet hulle aangevul word deur inname via die dieet. Omega-3-vetsure (soos wat in Figuur 6 getoon word) val in hierdie kategorie en is een van slegs twee wat vir mense bekend is (die ander is omega-6-vetsure). Dit is poli-onversadigde vetsure en word omega-3 genoem omdat die derde koolstof aan die einde van die koolwaterstofketting met 'n dubbelbinding aan sy naburige koolstof verbind is.

Die verste koolstof weg van die karboksielgroep is genommer as die omega (ω) koolstof, en as die dubbelbinding tussen die derde en vierde koolstof van daardie kant af is, staan ​​dit bekend as 'n omega-3-vetsuur. Voedingsbelangrik omdat die liggaam dit nie maak nie, omega-3-vetsure sluit alfa-linoleïensuur (ALA), eikosapentaensuur (EPA) en dokosaheksaensuur (DHA) in, wat almal poli-onversadig is. Salm, forel en tuna is goeie bronne van omega-3-vetsure. Navorsing dui daarop dat omega-3-vetsure die risiko van skielike dood weens hartaanvalle verminder, trigliseriede in die bloed verminder, bloeddruk verlaag en trombose voorkom deur bloedstolling te inhibeer. Hulle verminder ook inflammasie, en kan help om die risiko van sommige kankers by diere te verminder.

Soos koolhidrate, het vette baie slegte publisiteit gekry. Dit is waar dat die eet van 'n oormaat van gebraaide kosse en ander “vetterige kosse lei tot gewigstoename. Vette het egter belangrike funksies. Baie vitamiene is vetoplosbaar, en vette dien as 'n langtermyn bergingsvorm van vetsure: 'n bron van energie. Hulle bied ook isolasie vir die liggaam. Daarom moet “gesonde” vette in matige hoeveelhede op 'n gereelde basis verteer word.


Verduidelik: Hidrofobies en hidrofiel

Soms versprei water eweredig wanneer dit 'n oppervlak tref, soms krale dit in klein druppels. Terwyl mense hierdie verskille sedert antieke tye opgemerk het, kan 'n beter begrip van hierdie eienskappe, en nuwe maniere om dit te beheer, belangrike nuwe toepassings bring.

Materiale met 'n spesiale affiniteit vir water - dié waaroor dit versprei, wat kontak maksimeer - staan ​​bekend as hidrofiel. Diegene wat natuurlik water afstoot, wat veroorsaak dat druppels vorm, staan ​​bekend as hidrofobies. Beide klasse materiale kan 'n beduidende impak hê op die werkverrigting van kragsentrales, elektronika, vliegtuigvlerke en ontsoutingsaanlegte, onder andere tegnologie, sê Kripa Varanasi, 'n medeprofessor in meganiese ingenieurswese aan MIT. Verbeterings in hidrofiele en hidrofobiese oppervlaktes kan ketchupbottels verskaf waar die spesery net reguit gly, glase wat nooit mis nie, of kragsentrales wat meer elektrisiteit uit 'n gegewe hoeveelheid brandstof wring.


Foto met vergunning van Rong Xiao en Nenad Miljkovic

Hidrofiliese en hidrofobiese materiale word gedefinieer deur die geometrie van water op 'n plat oppervlak - spesifiek die hoek tussen 'n druppel se rand en die oppervlak daaronder. Dit word die kontakhoek genoem.

As die druppel versprei en 'n groot area van die oppervlak benat, dan is die kontakhoek minder as 90 grade en word daardie oppervlak as hidrofilies, of waterliefhebbend beskou (van die Griekse woorde vir water, hidro, En liefde, filosofieë). Maar as die druppel 'n bol vorm wat skaars die oppervlak raak - soos druppels water op 'n warm rooster - is die kontakhoek meer as 90 grade, en die oppervlak is hidrofobies, of watervresend.

Maar die terminologie stop nie daar nie: Die meeste huidige navorsing oor hidrofobiese en hidrofiele materiale is gefokus op uiterste gevalle - naamlik superhidrofobiese en superhidrofiele materiale. Alhoewel die definisies van hierdie terme minder akkuraat is, word oppervlaktes waar stywe druppels 'n kontakhoek van meer as 160 grade vorm, as superhidrofobies beskou. As die druppels byna plat uitgesprei is, met 'n kontakhoek van minder as ongeveer 20 grade, is die oppervlak superhidrofiel.

"In baie gevalle is dit die uiterste gedrag wat nuttig is in ingenieurswese," sê Evelyn Wang, 'n medeprofessor in meganiese ingenieurswese by MIT wat spesialiseer in superhidrofobiese materiale. Byvoorbeeld, die oppervlaktes van kondensators in ontsoutingsaanlegte of kragsentrales werk die beste wanneer hulle superhidrofobies is, so druppels gly voortdurend af en kan deur nuwes vervang word. Omgekeerd, vir toepassings waar water oor 'n oppervlak vloei om te verhoed dat dit oorverhit word, is dit wenslik om 'n superhidrofiele materiaal te hê om maksimum kontak tussen die water en die oppervlak te verseker.

Hoekom gebeur hierdie verskynsels? Dit is in wese 'n kwessie van oppervlakchemie, wat bepaal word deur die eienskappe van die materiaal wat gebruik word. Die vorm van 'n oppervlak kan ook die effekte versterk: As 'n materiaal byvoorbeeld hidrofobies is, kan die skep van nanopatrone op sy oppervlak die kontakarea met 'n druppel vergroot, die effek versterk en die oppervlak superhidrofobies maak. Net so kan nanopatroon van 'n hidrofiele oppervlak dit superhidrofiel maak. (Daar is egter uitsonderings waar spesiale soorte patrone eintlik 'n materiaal se gewone eienskappe kan omkeer.)

Dit word meer ingewikkeld wanneer dinge beweeg - soos dikwels die geval is in werklike situasies. Byvoorbeeld, wanneer 'n plat oppervlak gekantel word, kan enige druppels daarop begin gly, wat hul vorms verdraai. Behalwe meting van statiese kontakhoeke, vereis 'n volledige begrip van 'n oppervlak se eienskappe ook ontleding van hoe die kontakhoeke by sy voortgaande (voor) en teruggaande (agter) rande verskil wanneer die oppervlak skuins is.

Omdat die natuurlike wêreld vol hidrofobiese en hidrofiele oppervlaktes is, is die basiese beginsels van die verskynsel minstens twee eeue lank deur wetenskaplikes bekend. Byvoorbeeld, die lotusblaar is 'n bekende voorbeeld van 'n hidrofobiese materiaal, wat die waterbewonende plant beskerm teen versuiping. Sommige spesies, soos die stenocara-kewer van Afrika se Namib-woestyn, kombineer albei eienskappe: Die insek se rug en vlerke het hidrofiele stampe wat kondensasie van mis aanmoedig, dit word omring deur hidrofobiese troppe, wat die resulterende druppels versamel en na die kewer se bek tregter — wat dit toelaat om op een van die aarde se droogste plekke te oorleef.

Een area van moderne belangstelling in hidrofobiese en hidrofiele oppervlaktes het te doen met energiedoeltreffendheid. Superhidrofobiese oppervlaktes wat deur navorsers by MIT en elders ontwikkel word, kan lei tot beter hitte-oordrag in kragsentrale-kondensators, wat hul algehele doeltreffendheid verhoog. Sulke oppervlaktes kan ook die doeltreffendheid van ontsoutingsaanlegte verhoog.

Nuwe tegnologieë het ook tot die veld bygedra: Die vermoë om oppervlakke met nanopatroon te skep, met stampe of rante van net 'n paar miljardste van 'n meter deursnee, het 'n nuwe generasie van watergrypende en waterafgietende materiale moontlik gemaak, nuwe hoë-resolusie beelding van oppervlaktes in beweging het 'n beter begrip van die betrokke prosesse moontlik gemaak.

Navorsing wat deur nuwe tegnologie moontlik gemaak word, maak dit moontlik om hierdie gedrag te verstaan ​​en te manipuleer op 'n vlak van detail wat 'n dekade of twee gelede ondenkbaar is. Maar soms wys die nuwe metodes hoe goed wetenskaplikes dinge lank gelede uitgepluis het: "Dit is ongelooflik," sê Varanasi, "dat sommige van die dinge wat ons nou kan bevestig 'n eeu gelede voorspel is."


Hidrofitiese blaaraanpassings

Hidrofiete (hidro-betekenis water) is plante wat aangepas is om in water te groei. Die struktuur van 'n hidrofitiese blaar verskil van 'n mesofitiese blaar as gevolg van selektiewe druk in die omgewing -- water is volop, so die plant is meer besorgd daaroor om kop bo water te hou en herbivoor te voorkom.

Figuur (PageIndex<2>): Dwarssnit van 'n hidrofitiese blaar

Kyk na 'n voorbereide skyfie van 'n hidrofiet, soos Nymphaea, wat algemeen 'n waterlelie genoem word. Let op die dun epidermale laag en die afwesigheid van huidmondjies in die onderste epidermis. In die sponsagtige mesofil is daar groot sakke waar lug vasgevang kan word. Hierdie tipe parenchiemweefsel, wat gespesialiseer is vir die vang van gasse, word genoem aerenchiem. Soek skerp, vertakte selle wat die blaar en mesofil deurkruis. Dit sal anders vlek as die parenchiemselle omdat hulle 'n dik sekondêre wand het. Hierdie sklerenchiem selle word genoem astrosklereïde en bied die blaar strukturele ondersteuning, sowel as voorkoming van herbivoor.

Hoekom is daar geen huidmondjies op die onderste epidermis van a Nymphaea blaar?

Teken 'n dwarssnit van die Nymphaea-blaar en merk elke struktuur of weefsel met sy naam en funksie.


Hoekom verander blare van kleur in die herfsseisoen?

In sommige dele van die wêreld verander die weer in die herfs, wat die lug laat koud word. Gedurende hierdie tyd verander baie blare ook van kleur. Hoekom gebeur dit?

Bladwisselende bome laat val hul blare in die winter. Beeld deur Paul Buckingham.

Kom ons dink eers oor hoekom sommige bome hul blare voor die winter laat val. In die winter sal dit baie energie en water neem vir plante om hul blare gesond te hou. Maar die winter is koud, droog, en gewoonlik is daar nie veel son nie (wat help om plante energie te gee). Dus, in plaas daarvan om hul blare te probeer hou, laat sommige plante hul blare val en verseël die kolle op hul takke waar die blare vasgemaak is.

Hoe hou dit verband met wat blare kleurvol maak?

Blare word gekleur deur molekules wat pigmente genoem word. Die pigment wat veroorsaak dat blare groen is, is chlorofil. Chlorofil is belangrik vir plante om voedsel te maak deur sonlig te gebruik. Gedurende die lente en somer wanneer daar baie sonlig is, maak plante baie chlorofil.

In die herfs wanneer dit begin koud word, hou sommige plante op om chlorofil te maak. In plaas daarvan breek daardie plante chlorofil af in kleiner molekules. Soos chlorofil verdwyn, begin ander pigmente hul kleure wys. Dit is hoekom blare in die herfs geel of rooi word.

In die herfs breek plante af en herabsorbeer chlorofil, wat die kleure van ander pigmente laat deurskyn. Beeld deur Sander van der Wel.

Die kleurverandering vind gewoonlik plaas voordat die blare van die boom afval. Hoekom kan dit wees? Dit verg baie energie om chlorofil te maak. As die plante die chlorofil afbreek en dit uit hul blare beweeg voordat die blare val, spaar plante energie. Die plante kan die molekules wat chlorofil vorm, herabsorbeer. Dan, wanneer dit warm en sonnig genoeg is om weer te groei, kan die plante daardie molekules gebruik om die chlorofil te herskep. Só hoef die plante nie van voor af chlorofil te maak nie.

Daar is ander pigmente in blare wat karotenoïede genoem word. Karotenoïede is geel en oranje. Antosianiene is ander plantpigmente wat eers in die herfs gemaak word. Hierdie pigmente veroorsaak rooi, pienk of pers kleure. Antosianiene beskerm ook blare teen geëet of sonbrand.

Die verskillende kleure in blare word dus deur veranderinge in die pigmente veroorsaak. Wanneer die weer verander, breek sommige plante al die groen pigment af. Dit laat pragtige geel, lemoene en rooi in die herfs deurkom.


Swak dreinering of onbehoorlike water

Waterkwessies - hetsy te veel of te min - is die hoofrede agter geel blare. In te nat grond kan wortels nie asemhaal nie. Hulle versmoor, sluit af en hou op om die water en voedingstowwe wat plante benodig, te lewer. Onderwater, of droogte, het 'n soortgelyke effek. Met te min water kan plante nie noodsaaklike voedingstowwe opneem nie. Geel blare ontstaan.

Om waterprobleme op te los of te voorkom, begin met poreuse, goed dreinerende grond. As jy in houers groei, kies potte met goeie dreineringsgate en hou pierings vry van oortollige water. In jou landskap, vermy plant waar reënwater of besproeiing ophoop. Voeg organiese materiaal, soos kompos, in jou grond in om grondstruktuur en dreinering te verbeter.

Voordat jy water gee, gee grond die "vingertoets." Steek jou wysvinger `n paar duim in die grond. As 'n algemene reël, water slegs wanneer die grond droog voel. Water dan deeglik en diep. As grond koel en klam voel, wag 'n paar dae. Laat grond altyd effens droog word voordat jy weer water gee.


Die ongelooflike mikro-gemanipuleerde, waterafstotende oppervlak wat buite my venster woon

Om hierdie artikel te hersien, besoek My Profiel en Bekyk dan gestoorde stories.

Hierdie is 'n foto van 'n blaar uit my agterplaas, 4 270 keer opgeblaas. Hierdie bed van ultra-mikroskopiese wasnaalde, onsigbaar vir die blote oog, is die geheim van sy wonderlike waterafstotende kragte. Janine Nunes en Aatish Bhatia

Om hierdie artikel te hersien, besoek My Profiel en Bekyk dan gestoorde stories.

Ek was op pad van die huis af om middagete te kry, toe ek 'n glinstering lig uit die hoek van my oog opvang. Ek het gesien wat lyk soos klein druppels kwik op die blare van 'n plant in my agterplaas.

Huh. Daardie balle kwik was eintlik net baie reflektiewe druppels water. Maar iets omtrent hierdie plant het my betower, en ek het gestop om dit van nader te bekyk. Die plant, terloops, is 'n pluimpapawer (Macleaya-kordata). Dit het hierdie pragtige fractalesque, groot groen blare en is inheems aan China, Japan en Suidoos-Asië.

Let jy op wat my vreemd opgeval het van hierdie toneel?

Daai waterdruppels is net so.. rond. Hulle is soos klein, glas albasters wat saggies op hul plek sit. Gee die blaar die ligste knip, en hulle sal wegrol.

Dis nie hoe water gewoonlik optree nie. Water maak dinge nat. Dit klou aan die oppervlak en plat soos 'n pannekoek. Dit rol nie soos 'n glaskraal rond nie. Hierdie blaar moet 'n soort natuurlike waterafstotende oppervlak hê wat keer dat dit nat word.

'n Paar dae later het ek 'n blaar afgeknip en dit na my vriendin Janine Nunes gebring. Janine is 'n nadoktorale navorser by Princeton Universiteit. Sy is 'n supervaardige navorser, en sy het ook toegang tot van die coolste speelgoed wat bestaan. Onder hierdie indrukwekkende toestelle is hierdie Phantom ultrahoëspoedkamera.

Sy het die blaar op 'n staander gemonteer en die kamera gereed gehad om te gaan.

Nou vir bietjie pret. Hier is wat gebeur wanneer 'n waterdruppel 'n pluimpaawerblaar tref.

Sien jy hoe die waterdruppel van die blaar af bons in plaas daarvan om te spat? *
*

As die water die blaar harder tref, sal dit spat. Maar dit maak steeds nie die oppervlak nat nie.

Jy kan kyk hoe die waterdruppels saamsmelt in een groot, wankelrige druppel.

So hoe stoot hierdie blaar water af?

Om dit te verstaan, __moet ons eers weet wat dit beteken om nat te word. __Aangesien watermolekules mekaar aantrek, wil 'n klont water na binne krimp. Dis hoekom 'n waterklomp wat in die ruimte dryf rond is, soos 'n bol (dit is die mees 'gekrimpte-in' vorm). Maar hier onder op aarde dryf water nie in die lug nie. Dit sit op een of ander oppervlak, soos jou tafel, jou bad of 'n blaar. Hierdie oppervlak trek af op die water en druk die sfeer in 'n pannekoek. Dit lyk dus meer so.

Trouens, jy kan net meet hoe 'natbaar' 'n oppervlak is deur sy kontak hoek.

Hoe meer 'n oppervlak die water aantrek, hoe meer druk dit die bal in 'n pannekoek, en hoe natter is die oppervlak.

Hidrofiliese (water-liefdevolle) oppervlaktes druk die waterbal in 'n pannekoek.

Aan die ander kant, hidrofobies (waterhatende) oppervlaktes trek die water minder aan, dus is die druppel meer rond.

En dan het jy superhidrofobies oppervlaktes, soos Never Wet, wat skaars die water aantrek. Op hierdie oppervlaktes is waterdruppels amper bolvormig. Dit is amper onmoontlik om hierdie oppervlaktes nat te maak - die water rol net van hulle af.

Om uit te vind wat met ons blaar aangaan, moet ons sy kontakhoek meet. Janine het 'n klein druppeltjie water op die blaar gesit.

BOEM. Die kontakhoek werk uit op ongeveer 175 grade. Die blaar is uiters waterafstotend - dis superhidrofobies.

Maar hoe word 'n blaar superhidrofobies? Die truuk hiervoor, het Janine verduidelik, is dat die water nie regtig op die oppervlak sit nie. 'n Superhidrofobiese oppervlak is 'n bietjie soos 'n bed van spykers. Die spykers raak aan die water, maar daar is gapings tussen hulle. Daar is dus minder raakpunte, wat beteken dat die oppervlak nie soveel aan die water kan ruk nie, en so bly die druppel rond.

Om superhidrofobies te word, moet 'n druppel op 'n oppervlak lê wat soos 'n bed van spykers lyk.

ZanderZ / Wikimedia Commons (Publieke Domein)

As hierdie verduideliking korrek is, moet die oppervlak van die pluimpapawer se blaar met klein naalde bedek word. Om uit te vind, het ons een van hierdie blare in 'n elektronmikroskoop geplak (het ek nie vir jou gesê sy het toegang tot die coolste speelgoed nie? Ek het nie gelieg nie.)

En, net soos ons verwag het, het ons hierdie veld van klein wasnaalde gesien, elke naald net 'n paar mikron lank!

Hier is nog 'n kykie na hierdie piepklein spykers. Jy kan die rimpelings op die blaar agter dit sien.

Die waterdruppels word op hierdie ultra-mikroskopiese wasnaalde gehang, en dit keer dat dit die oppervlak benat.

Vervolgens het ons met die mikroskoop na die onderkant van hierdie blaar gekyk. Ons het vroeër opgemerk dat die onderkant van die blaar ook superhidrofobies was, en jy kon sien dit was bedek met klein hareagtige filamente. Maar ons was weggewaai met wat ons deur die mikroskoop gesien het.

Klein hareagtige filamente groei uit die are onder die blaar.

Janine Nunes en Aatish Bhatia

Hier is 'n nader kyk na daardie vesels.

Op hierdie skaal lyk hulle soos kloue wat uit die are uitreik. Om jou 'n gevoel van skaal te gee, is elkeen van hierdie vesels omtrent so dik soos 'n gewone menslike haar. Kom ons land op een van hulle.

Weereens sien jy 'n fyn maas van klein, ultra-mikroskopiese wasnaalde wat elkeen van hierdie vesels bedek, elke naald is slegs 'n paar mikron lank. Hierdie naalde is baie kleiner as wat jou oog kan sien. Hierdie vermoë om aan te raak sonder om werklik aan te raak, deur die water op 'n bed van spykers te laat rus, is die geheim van die ongelooflike waterafstotende kragte van hierdie blaar.

Daar is 'n laaste ding wat ek wou weet. Waarom het hierdie plant, en soveel ander, hierdie ongelooflike vermoë ontwikkel om water op 'n afstand te hou? Een algemene verduideliking is dat dit die blare toelaat om hulself skoon te maak. Jy sien, terwyl water op 'n superhidrofobiese oppervlak rondrol, skep dit vuil en sand daarmee saam. Hier demonstreer Janine hierdie netjiese selfreinigende eienskap van die blaar met egte Jersey Shore (TM) sand.

Ek is egter nie seker of ek hierdie verduideliking koop nie. Hoekom sal 'n plant 'n metode ontwikkel wat die onderkant van sy blare skoonmaak? Miskien produseer dit die was om een ​​of ander rede, en as 'n toevallige voordeel, hou hierdie was net toevallig die blare skoon? Is daar 'n duidelike evolusionêre voordeel vir hierdie blare om superhidrofobies te wees? Ek ken nie die antwoord nie, maar ek wil graag uitvind. As jy enige leidrade het, los vir my 'n nota in die kommentaar.

O, en wanneer iets interessants die hoek van jou oog vang, moenie vergeet om te stop en dit na te gaan nie.

Opdateer: Daar is 'n goeie bespreking van hierdie pos aan die broei by Hacker News, met 'n paar deurdagte punte oor die voordele van superhidrofobies.

'n Groot dank aan Janine Nunes en aan Howard Stone se laboratorium by Princeton U. dat hulle my met hul tyd toegewy het en hul toerusting gedeel het. Hierdie pos sou nie moontlik gewees het sonder hul uitgebreide hulpbronne en geweldige hulp nie.

En 'n shoutout aan my kollega Jaclyn en aan Ed Moran vir die identifisering van die plant op my foto's.

(Ek het 'n ImageJ-inprop genaamd DropSnake gebruik om die kontakhoek te bereken. Dit is vrylik beskikbaar, en jy kan hier leer hoe om dit te gebruik.)


Eerstens, wat beteken hidrofobiese grond? Dit kan in die meeste situasies gebeur, maar word meestal in warmer gebiede aangetref, waar die hoë temperatuur van die grond vinnige uitdroging veroorsaak, wat die organiese inhoud daarvan negatief beïnvloed.

Die hoofkenmerk van die hidrofobiese grond is die onvermoë van vog om te absorbeer. Wanneer water op die grond val, loop dit van die oppervlak af, of sit bloot daar en meng nie.

Soos organiese materiaal (veral inheemse blaarvullis) afbreek, word wasagtige oorblyfsels agtergelaat. Meer dikwels as nie, is dit nie 'n slegte ding nie, aangesien dit óf skadeloos deur die grond meng, óf deur swamme en ander natuurlike prosesse in die grond afgebreek word.

Wanneer die wasagtige oorskot egter opbou en die gronddeeltjies bedek, kan waterafstoting voorkom. Hoe meer gronddeeltjies bedek is, hoe minder water dring deur.

Hoe laer die oppervlakte van die grondaggregate (soos sand, wat minder oppervlakte op die grondaggregate het as byvoorbeeld klei), hoe minder wasagtige oorblyfsels benodig om dit te bedek.

’n Eenvoudige klein eksperiment met die grond kan wys of dit hidrofobies is of nie. Neem net 'n bietjie grond en gooi water daarop. As dit nie absorbeer nie en net daar poel met ronde rande, het jy 'n probleem.

Hidrofobiese grond is gevaarlik vir jou plante, want ten spyte daarvan dat dit behoorlik natgemaak word, bereik geen water die wortelsone nie, en jou plante kan gestres word.

As jy dit het, hoe kan jy dit regmaak?

Grondbenattingsmiddels

Die eenvoudigste manier om jou grond die water te laat absorbeer, is om die benattingsmiddel te gebruik. Hierdie impak op die wasagtige oorblyfsels op dieselfde manier waarop wasmiddels vet- en vetdeeltjies in jou wasgoed beïnvloed.

Deur die oppervlakspanning van die water te verminder, kan die vog makliker die gronddeeltjie binnedring en vog kry waar ons dit nodig het, en ons plante word behoorlik natgelei.

Grondbenattingsmiddels word maklik by enige kwekery of tuinbouwinkel gekoop, is regtig maklik om te gebruik en 99% van die tyd sal jou probleem oplos.

Hier is van die beste grondbenattingsmiddels en gels wat ons gevind het.

Voorkom hidrofobiese grond met goeie grondgesondheid

Die beste manier om enige grondkwessie op te los, is om dit gelukkig te hou. Gesonde grond sal oor die algemeen nie probleme soos waterafstoting hê nie.

Om 'n goeie, goed verouderde, organiese kompos deur jou grond te werk, dit gereeld nat te maak en die mikrobiese aktiwiteit aan die gang te hou, sal help om enige kans te verminder dat daardie irriterende wasagtige oorskot ophoop.

Maak seker dat jy 'n goeie grondmengsel het wat ook sal help om genoeg spasie tussen die grondporieë toe te laat sodat water kan infiltreer. Hidrofobiese grond is nie wonderlik nie, maar dit is nie die einde van die wêreld nie.

Die gebruik van grondprobleme soos hierdie is 'n goeie verskoning om jou tuin 'n bietjie liefde en TLC te gee en hulle terug te kry na waar hulle moet wees vir gesonde gelukkige plante.


3 redes waarom bome hul blare in die vroeë herfs of somer verloor (Junie, Julie of Augustus)

Hoekom val blare al van bome af?

Daar is drie algemene redes waarom bome hul blare vroeg verloor.

  1. Die afdak is stampvol. Sommige bome het dalk meer blare gegroei as wat hulle kan ondersteun, sodat hulle blare laat val om water te bespaar in warm, droë weer. ste
  2. Dit is 'n plaag of siekte. Kyk watter somerplaag jou boomblare kan seermaak. As daardie simptome nie ooreenstem nie, kyk of 'n blaarsiekte die probleem is.
  3. Dis iets in die water. Te veel of te min water kan laat somer blaarverlies veroorsaak. Gaan jou boom se vogvlakke na, en beplan dan die beste waterregime.

Moenie bekommerd wees as jy nie heeltemal seker is watter uitdaging jou boom hanteer nie. Hier is hoe om blaarval op jou esdoorn-, eikeboom- of asboom te diagnoseer.

Hoekom verloor my eikeboom blare in die somer?

Vind uit watter tipe eikeboom jy het. Lewende eikebome gooi natuurlik blare in die somer, so solank die blare groen en gesond is, hoef u nie bekommerd te wees nie!

Maar as die gevalle blare verkleur is of ongesond lyk, kan dit 'n plaag of siekte beteken. Eikeverwelk is 'n algemene een. Eerstens word blare geel, dan bruin net voor hulle afval en begin bo-op die boom. Hierdie simptome vereis 'n arborist.

As daar geen siektesimptome op jou eikebome is nie, ondersoek ander moontlike oorsake, soos die boom se vogvlak.

Hoekom verloor my esdoornboom blare in die somer?

Jou esdoorn ly dalk aan 'n blaarsteelboorderbesmetting of teerblaarvleksiekte.

Het jy geweet die klein stukkie wat 'n boomblaar aan sy stam verbind, word 'n blaarsteel genoem? Klein blaarsteelboorders voed daarop, wat blare van die stam laat breek en afval. Gelukkig is die hoeveelheid blaarverlies klein, en die plae hou nie 'n werklike bedreiging vir esdoornbome in nie.

Teerblaarvlek is meer opvallend. Dit word esdoornblare geel, dan swart voordat hulle afval. Jy kan help om die siekte te bestuur deur gevalle blare te hark en weg te gooi.

Hoekom verloor my asboom blare in die somer?

Antraknose, 'n boomswam, kan veroorsaak dat asbome hul blare vroeg verloor. Klam, vogtige weer laat die swam floreer en laat die blare vlekbruin word.

Antraknose is geneig om nie 'n groot probleem vir asbome te wees nie. Hark en vernietig siek blare kan help om die skade te verminder.