莲は浅い水域に生息する観賞植物であり、実用的な経済植物でもあります。华やかな花のほかに、莲の葉も非常に美しく、その美しさは花に劣りません。莲の葉の茎が長く、葉は水面に浮かんでいます。まるで開いた緑の傘のように、湖や山の景色に美しい風景を添えています。
莲の葉を話題にすると、雨後の晴れの日に莲の葉に落ちた雨水が丸い水滴になるという現象がよく知られています。まるで青いエメラルドの皿に置かれたきれいな真珠のように、水滴がきらびやかに光っています。なぜ水滴が莲の葉に落ちるとこんなに美しく見えるのでしょうか。一般的な説明では、莲の葉の表面に非常に細かい毛が生えているため、落ちた水滴が散らばりにくくなるとされています。しかし、顕微鏡で観察すると、莲の葉の表面は平滑ではなく、多くの隆起構造とワックスコーティングで覆われています。この2つの特性が相まって、莲の葉の表面に強い撥水性が発揮され、落ちた水は自然と水滴に集まり、水滴の転がりながら葉に落ちたほこりや汚れを除去し、常にきれいな状態を保つのです。これが有名な「莲の葉の自浄効果」です。
科学者たちは、莲の微細構造をさらに研究した結果、莲の表面に含まれるワックス成分に加えて、2つの構造が「莲の効果」を生み出していることがわかりました。1つは微米レベルの凸形構造、もう1つはナノレベルの毛状構造です。2つの構造を持つ莲の葉では、水の接触角が142度になります。微米構造のみの場合は126度、ワックスコーティングのみの場合は74度になります。科学者たちは、ナノレベルの毛状構造が水の接触角を増やし、表面的な撥水性を強化すると考えており、この2つの構造が「莲の効果」の主な原因であると考えています。
実際、このような自浄効果を持つ超微細・ナノレベルの表面構造は、莲だけでなく他の植物にも見られます。これは自浄に役立つだけでなく、空気中に浮遊する有害な細菌や真菌から植物を保護するのにも役立ちます。自浄効果は多くの動物にも見られます。例えば、雨が降ると、人間の髪の毛や猫や犬の毛がすぐに濡れてしまうのに対し、カモの毛は濡れず、さっと水を振り落とすことができます。これは、人間の髪の毛や猫や犬の毛に水の接触角が小さいのに対し、カモの羽毛に水の接触角が大きいためです。