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L’effetto Lotus

Avete mai notato quelle affascinanti perle d’acqua che si formano sulle foglie di alcune piante dopo la pioggia? Questo fenomeno è spettacolare sulle grandi foglie del Loto ma lo possiamo osservare anche su piante più diffuse in Italia, come l’Echeveria, il Graptopetalum e il Cavolo.

Competenze e obiettivi relativi alle attività proposte

Dalle Indicazioni nazionali per il curricolo della scuola dell’infanzia e del primo ciclo d’istruzione del 4 settembre 2012.

  • L’alunno esplora e sperimenta, in laboratorio e all’aperto, lo svolgersi dei più comuni fenomeni, ne immagina e ne verifica le cause.

Per la scuola primaria.

  • L’alunno sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a cercare
    spiegazioni di quello che vede succedere.
  • Esplora i fenomeni con un approccio scientifico: con l’aiuto dell’insegnante, dei compagni, in modo au-
    tonomo, osserva e descrive lo svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali,
    propone e realizza semplici esperimenti.
  • (Fisica) Realizzare esperienze in laboratorio.

Per la scuola primaria.

  • Individuare le proprietà di alcuni materiali.

Cosa vi serve?

  • una pianta di Echeveria e/o di Graptopetalum
  • una siringa o meglio un contagocce
  • acqua
  • oggetti di materiali diversi come carta, vetro, plastica, alluminio, stoffa idrorepellente, etc.
  • facoltativo: una fotocamera digitale

L’Echeveria e il Graptopetalum

L’Echeveria è un genere di piante grasse (o meglio, succulente) che comprende circa 150 specie. Sono originarie del Messico e prendono il nome dal pittore Atanasio Echeverria, famoso per i suoi dipinti di piante.

Due varietà di Echeveria.

Il Graptopetalum è un genere di piante grasse che comprende una ventina di specie. Assomiglia all’Echeveria ed è originario del Messico.

In primo piano, piantina di Graptopetalum. Il fiore giallo-arancione appartiene invece alla pianta di Echeveria che si vede sullo sfondo.

Che cosa dovete fare?

  1. Individuate una foglia che sia in posizione orizzontale. Se necessario, inclinate delicatamente il vaso con tutta la piantina. Ricordate che non è bello strappare le foglie per fare esperimenti!
  2. Con un contagocce (o una siringa) depositate una goccia d’acqua sulla foglia. Osservate la forma che prende e come si muove.
  3. Aggiungete acqua per rendere la goccia sempre più grande.

Foglie di Graptopetalum.

 

L'acqua si può depositare delicatamente con una siringa.

 

L'acqua non aderisce alle foglie del Graptopetalum, ma forma gocce quasi perfettamente sferiche. In realtà la goccia è un po' schiacciata a causa del suo peso, che è dovuto alla forza di gravità terrestre.

 

Goccia d'acqua su una foglia di Echeveria.

 

Una goccia d'acqua su una foglia di Echeveria.

 

Una goccia d'acqua molto grande.

 Foglie che si lavano senza bagnarsi

La superficie di queste foglie è fortemente idrofoba, cioè respinge l’acqua.

Le gocce d’acqua non bagnano la foglia ma rotolano su di essa. Mentre rotolano, raccolgono le particelle di polvere (che non sono idrofobiche) e le portano via. In questo modo la foglia riesce a pulirsi perfettamente senza bagnarsi!

La goccia d'acqua della fotografia è opaca perché ha raccolto le particelle di sporco presenti sulla foglia.

 

La goccia d'acqua rotola sulla foglia e raccoglie le particelle di sporco.

Materiali idrofobi e materiali idrofili

Provate ora a depositare una goccia d’acqua su materiali diversi.

Vedrete che, a seconda del materiale, la goccia prende una forma più o meno appiattita.

Una goccia d'acqua sul fondo di un bicchiere di plastica (PET).

 

Una goccia d'acqua su un foglio di alluminio.

 

Una goccia d'acqua su un vetrino per microscopio.

 

Una goccia d'acqua su un compact disk.

 

Una goccia d'acqua appena depositata su un cartoncino nero.

Come si spiega?

Quando un liquido viene a contato con un solido, entrano in gioco due tipi di forze:

  • le forze di coesione che legano le molecole del liquido fra di loro e tendono a dare alla goccia la forma sferica.
  • le forze di adesione che legano le molecole del liquido a quelle del solido e tendono perciò ad appiattire le gocce.

Forze di adesione e forze di coesione.

Se prevalgono le forze di coesione, allora il materiale solido è idrofobo e tende a non farsi bagnare dall’acqua.

Se invece prevalgono le forze di adesione allora il materiale è idrofilo e aderisce all’acqua facendosi perciò bagnare.

La forma delle gocce permette di distinguere i materiai idrofobi dai materiali idrofili.

Un dato importante che distingue i materiali idrofobi da quelli idrofili è l’angolo di contatto, cioè l’angolo che la superficie della goccia d’acqua forma con la superficie di contatto con il solido.

Gocce d'acqua su un compact disk illuminato da luce bianca.

Un filmato sull’effetto Lotus

Riepilogo in galleria immagini

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Il Loto Asiatico è una pianta che vive in acque stagnanti, talvolta sporche e fangose. Le sue grandi foglie, tuttavia, si mantengono sempre pulite e riescono a liberarsi persino dai batteri presenti sulla superficie.

There are 2 comments. Add Yours.

cristina loreti

complimenti per la completezza, la semplicità e il fascino con cui è stato scritto questo articolo; invoglia ad osservare e scoprire il mondo che ci circonda e che troppo spesso diamo per scontato

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