蓮花效應主要是指蓮葉表面具有超疏水(superhydrophobicity)以及自潔(self-cleaning)的特性。由于蓮葉具有疏水、不吸水的表面，落在葉面上的雨水會因表面張力的作用形成水珠，換言之，水與葉面的接觸角(contact angle)會大于140度，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。因此，即使經過一場傾盆大雨，蓮葉的表面總是能保持幹燥﹔此外，滾動的水珠會順便把一些灰塵汙泥的顆粒一起帶走，達到自我潔淨的效果，這就是蓮花總是能一塵不染的原因。
一、水珠會夾帶灰塵顆粒離開葉面
世人對蓮葉的這些特性並不陌生，但真正有系統地研究與分析卻是最近幾年的事。1997年，德國波昂大學的植物學家Wilhelm Barthlott針對這個特殊現象進行了一系列的實驗，發現了上述蓮花的疏水性與自我潔淨的關系，因此創造了「蓮花效應」(Lotus effect)一詞，同時也擁有這個商標的專利權。從此以後，蓮花效應就成了奈米科技最具代表性的名詞。
二、在表面張力作用下，水與超疏水表面會有一接觸角
在電子顯微鏡下，蓮葉的表面具有大小約5~15微米細微突起的表皮細胞(epidermal cell)，表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1奈米的蠟質結晶(wax crystal)。蠟質結晶本身的化學結構具有疏水性，所以當水與這類表面接觸時，會因表面張力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大，因此加強了疏水性，同時也降低汙染顆粒對葉面的附著力。
三、具有微米級表皮細胞與奈米級蠟質結晶的蓮葉表面
事實上，表面細微的奈米結構在自潔功能上扮演著關鍵的角色。以蓮葉爲例，水珠與葉面接觸的面積大約只占總面積的2~3%，若將葉面傾斜，則滾動的水珠會吸附起葉面上的汙泥顆粒，一同滾出葉面 ，達到清潔的效果﹔相形之下，在同樣具有疏水性的光滑表面，水珠只會以滑動的方式移動，並不會夾帶灰塵離開，因此不具有自潔的能力。
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