（全國卷）（單材料）張靚、趙寧、徐堅(jiān)《荷葉“一塵不染”的秘密》閱讀訓(xùn)練

閱讀美麗星空 2023-10-28 發(fā)布于山東

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閱讀下面的文字，完成下面4-6小題。（12分）

“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”，荷花的圣潔已經(jīng)被人們稱頌了近千年之久?，F(xiàn)在，科學(xué)家們終于發(fā)現(xiàn)了荷葉一塵不染的秘密。這一發(fā)現(xiàn)不但令人們感嘆大自然的精妙構(gòu)思，還給材料科學(xué)家?guī)韱l(fā)。一場自清潔材料的革命因此揭開了序幕，有望使人們擺脫污漬的煩惱。

20世紀(jì)90年代，德國波恩大學(xué)的植物學(xué)家巴斯洛特首次發(fā)現(xiàn)并解釋了荷葉的自清潔效應(yīng)。他在用掃描電子顯微鏡觀察植物葉面時(shí)，為防止微小灰塵帶來的干擾，總是將葉面清洗干凈。但是，他發(fā)現(xiàn)有些植物幾乎總是保持一塵不染，荷葉就是其中杰出的代表。通過掃描電子顯微鏡，他發(fā)現(xiàn)荷葉表面分布著許許多多尺寸20～40微米的凸起結(jié)構(gòu)，而整個(gè)荷葉，包括這些凸起結(jié)構(gòu)的表面，又被更為微小的納米尺度的植物蠟的晶體所覆蓋。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)就像是一片連綿不絕的長滿參天大樹的丘陵。植物表面的蠟本身具有疏水的功能，而表面微小的凸起結(jié)構(gòu)可以吸附空氣，這一層薄薄的“氣墊”可以托起落在表面上的水滴。由于水滴與荷葉表面的實(shí)際接觸面積非常小，因而水滴在荷葉上可以像小球一般自由滾動(dòng)。同時(shí)，微小的凸起結(jié)構(gòu)也使得荷葉表面的灰塵和污物與葉面的接觸面積很小，這樣就減小了污物與荷葉之間的相互作用力。當(dāng)水滴在葉面上滾動(dòng)時(shí)，污物就很容易黏附在水滴上，隨著水滴的滾動(dòng)被帶走，因此荷葉在雨后顯得格外清爽潔凈。荷葉的超疏水性依賴于表面疏水的植物蠟和表面獨(dú)特的凸起結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們對自然界中的其他生物比如芋頭葉、紫羅蘭等進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)許多植物葉面都有疏水的功能。水稻的葉子不但有疏水的功能，而且由于其微觀凸起平行于葉邊緣有序排列，還可以使水滴定向滾動(dòng)。除此之外，鴨、鵝、部分水鳥的羽毛表面具有微小的條形結(jié)構(gòu)，這樣使得水更易于定向排除，自身不容易被沾濕。

現(xiàn)在，科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中可以用各種各樣的物理或者化學(xué)方法制造出類似荷葉結(jié)構(gòu)的自清潔表面。金屬、塑料、有機(jī)物等疏水物質(zhì)通過構(gòu)造微米或納米級別的復(fù)合表面結(jié)構(gòu)，就可以擁有自清潔的功能?？茖W(xué)家們以簡單的溶液成膜的方法，通過改變成膜物質(zhì)的組成或成膜條件，十分簡便地在普通塑料表面上構(gòu)筑了荷葉般的凸起結(jié)構(gòu)，賦予了塑料超疏水的功能。冰箱內(nèi)膽上也采用了納米超疏水材料，這種材料有獨(dú)特的凸起結(jié)構(gòu)，并在其上面附著一層仿植物蠟，這樣內(nèi)膽表面上的小水滴就會自動(dòng)滑落而不在內(nèi)膽上沉積，從而避免內(nèi)膽表面出現(xiàn)結(jié)霜、結(jié)冰現(xiàn)象。瑞士的一家公司則將納米顆粒黏結(jié)到織物纖維上，形成類似荷葉表面的粗糙凸起，可以使織物具有排斥咖啡、紅酒等污漬的能力。雖然目前投入到市場中的具有自清潔功能的商品并不多，但是我們已經(jīng)可以看到自清潔革命的一線曙光。除了自清潔之外，類似荷葉結(jié)構(gòu)的表面還有著更加廣泛的用途：把它應(yīng)用在衛(wèi)星天線上，可以防止因?yàn)榉e雪而造成信號變差；應(yīng)用于管道中，可以減少液體運(yùn)輸中造成的損失；作為人體植入材料，可以防止因生物分子的沉積而造成血栓等問題。

荷葉上的一滴水珠給予的啟發(fā)已經(jīng)可以解決這么多的難題，而這還遠(yuǎn)不及大自然智慧的萬分之一。地球上的生物經(jīng)過億萬年的進(jìn)化，每一種都有其值得讓人學(xué)習(xí)的獨(dú)到之處。研究生物給人類的啟示，逐漸成為新興的學(xué)科，即“仿生學(xué)”，也就是通過對生物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究來為工程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想和工作原理的科學(xué)。今后當(dāng)我們遇到困難的時(shí)候，也許大自然早就給我們準(zhǔn)備好了答案。

（摘自張靚、趙寧、徐堅(jiān)《荷葉“一塵不染”的秘密》）

4．下列對材料相關(guān)內(nèi)容的理解和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）

A．荷葉表面的凸起結(jié)構(gòu)不僅能讓水滴自由滾動(dòng)，而且可以減弱污物與荷葉之間的作用力，從而讓水滴更容易帶走污物。

B．科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)水稻的葉子上有與荷葉類似的凸起結(jié)構(gòu)，這可以解釋水稻葉具有的疏水功能以及水滴在上面的定向滾動(dòng)。

C．人類已經(jīng)能用物理或者化學(xué)的方法在塑料表面和織物纖維上構(gòu)筑類似荷葉表面的凸起結(jié)構(gòu)，使它們具有自清潔功能。

D．荷葉“一塵不染”的秘密屬于“仿生學(xué)”的研究內(nèi)容，它的破解引發(fā)了我們身邊正在進(jìn)行的自清潔材料研發(fā)的革命。

5．下列對材料相關(guān)內(nèi)容的分析和評價(jià)，正確的一項(xiàng)是（3分）

A．文章以“出淤泥而不染，濯清漣而不妖”開頭，既引出說明對象和寫作內(nèi)容，也起到引發(fā)讀者閱讀興趣的作用。

B．受荷葉表面的植物蠟具有疏水功能特性的啟發(fā)，瑞士的一家公司研制出了具有排斥咖啡、紅酒等污漬能力的織物。

C．為讓讀者看到自清潔應(yīng)用的廣闊前景，作者舉了把類似荷葉結(jié)構(gòu)的材料植入人體來防止血栓產(chǎn)生的例子進(jìn)行說明。

D．科學(xué)家們可以在地球的每一種生物身上學(xué)習(xí)它們進(jìn)化的智慧，并以此來一一解決我們在生活中遇到的各種困難。

6．請簡要分析本文是從哪些方面對荷葉的自清潔效應(yīng)進(jìn)行說明的？（6分）

4．B 5．A

6．①獨(dú)特的構(gòu)成：荷葉表面有微小的凸起結(jié)構(gòu)，且被更微小的納米尺度的植物蠟晶體所覆蓋；②清潔的原理：荷葉表面獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以托起水滴，減小污物與荷葉之間的作用力，讓水滴滾動(dòng)時(shí)輕易帶走污物，達(dá)到自清潔的效果。

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