Chúng ta thuộc lòng những lời vàng ngọc tự ngàn xưa, nhưng hóa ra ngành khoa học vật chất cũng phải để mắt tới “nhân vật” đang được nhắc tới trong 4 câu ca dao.
Câu ca dao nổi tiếng nói về vẻ đẹp của bông sen mang nhiều ý nghĩa hơn bạn tưởng. Trong bài viết này, tôi sẽ tập trung phân tích giá trị … khoa học của câu cuối, “Gần bùn mà chẳng hôi tanh mùi bùn”.
Ta biết tới phép ẩn dụ của những câu ca dao, về phẩm chất cao quý của hoa sen và cũng là những cá nhân thanh cao được ví với nó. Xuyên suốt nền văn minh nhân loại, từ Ai Cập cổ đại và Hindu giáo tới cả thời hiện đại ngày nay, hoa sen gắn liền với khả năng sinh sôi, cái đẹp, sự thanh khiết, khai sáng và phép hồi sinh. Một trong “Lục Tự Đại Minh Chân Ngôn”, và cũng là chân ngôn lâu đời và quan trọng nhất của Đạo Phật đó là “om mani padme hum”, tức “om, ngọc quý trong hoa sen”.
Tạm dịch là hiệu ứng “hoa” sen nhưng thực chất, lá sen mới có phẩm chất đặc biệt: khả năng siêu kháng nước – ultrahydrophobicity, khiến bụi bẩn không thể bám trên lá sen. Ngoài lá sen, tự nhiên kỳ diệu ban tặng khả năng đặc biệt cho một số loài cây khác và xuất hiện cả trên cánh của nhiều loại côn trùng.
Với sức căng bề mặt lớn, một giọt nước có thể tồn tại dưới dạng hình cầu. Khi giọt nước chạm một bề mặt bất kỳ, lực bám khiến giọt nước lan ra bề mặt va chạm và làm ướt nó. Nhưng bởi lá sen có đặc tính riêng, lực bám giữa bề mặt và giọt nước giảm đáng kể, đó là lúc hiệu ứng tự làm sạch của lá sen xuất hiện.
Lớp biểu bì bề mặt lá sen được cấu thành từ những cột nhú siêu nhỏ chỉ cao 10-20 micromet, đường kính 10-15 micromet, rải lên trên hàng cột này là lớp sáp epicuticular mỏng có khả năng kháng nước và tự tái tạo khi bị tổn thương. Đặc tính hóa sinh này cho phép bề mặt lá sen có thể kháng nước tốt.
Khả năng kháng nước của bề mặt còn được tính bằng góc tiếp xúc giữa bề mặt và giọt nước. Góc tiếp xúc càng lớn, khả năng kháng nước càng cao: bề mặt với góc tiếp xúc <90 độ sẽ thấm nước, >90 độ tức là kháng nước. Khi góc tiếp xúc đạt từ 90 tới 160 độ, ta sẽ có đặc tính siêu kháng nước.
Lớp biểu bì của lá sen có thẻ đạt góc tiếp xúc lên tới 170 độ, diện tích tiếp xúc của giọt nước với lá sen chỉ đạt 0,6% tổng diện tích giọt nước. Và khi giọt nước lăn trên lá, ta chứng kiến khả năng tự làm sạch xuất hiện, khi những hạt bụi bám trên lá sen sẽ bị giọt nước cuốn đi.
Việc dọn sạch bụi bẩn trên bề mặt lá cũng sẽ tăng khả năng quang hợp – khi diện tích lá tiếp xúc với ánh nắng Mặt Trời tăng lên, bên cạnh đó đây cũng là cơ chế tự vệ của cây cỏ trước nấm và tảo. Một số sinh vật không có khả năng tự làm sạch mình (như bướm, chuồn chuồn, …) cũng mang khả năng siêu kháng nước trên cánh, lợi dụng giọt nước nhỏ để tự làm sạch cơ thể.
Hiện tượng siêu kháng nước đã được nghiên cứu bởi hai nhà khoa học Rulon E. Johnson Jr. và Robert H. Dettre từ năm 1964, tận dụng sức mạnh mới xuất hiện của mô hình giả lập máy tính. Thế nhưng đến tận năm 1977, Wilhelm Barthlott và Ehler mới chính thức nghiên cứu về hiệu ứng tự làm sạch của khả năng siêu kháng nước, đây mới là thời điểm cụm từ “hiệu ứng hoa sen” xuất hiện.
May mắn thay, bản chất của khả năng này mang tính vật lý-hóa học nhiều hơn là thuần hóa học, nhờ công nghệ kính hiển vi để quan sát rõ ràng bề mặt siêu kháng nước, khoa học vật chất đã có thể bắt chước tự nhiên để tự tạo ra những thứ vật liệu kháng nước của riêng mình.
Một số nhà khoa học nano đã tạo ra được những loại sơn phủ, gạch ngói, vải và một số lớp phủ bề mặt có khả năng siêu kháng nước và tự làm sạch. Thì ra cây sen mang thêm một ý nghĩa quan trọng nữa: giúp cho khoa học tiếp tục cải thiện cuộc sống con người.
Việc đặt cái tên Lotus cho mạng xã hội của người Việt theo nhiều người suy đoán, chắc cũng ít nhiều mang ý nghĩa: nội dung có ảnh hưởng xấu tới xã hội sẽ tự động bị gột rửa, từ đó lan truyền những giá trị tốt đẹp, đúng như ý nghĩa khoa học của cụm từ Lotus Effect – “hiệu ứng hoa sen”.
Nguồn: Cafebiz
