[發明專利]利用二氧化硅制作的具有“水向上流”功能的設備

在審

• 申請號: 201410795493.2
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105590507A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 馮益安
• 申請（專利權）人: 青島木力新能源科技有限公司
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

涉及一種利用二氧化硅制作的具有“水向上流”功能的設備。

背景技術：

在自然界，由于水的重力作用，水是向“下”流淌的，諺語“水向低處流”就是這種自然現象的真實寫照。但是，在自然界還存在一種“水向高處流”的反常現象，比如：1）滴水蓮在潮濕的環境中葉片會滴落水滴，這些水滴是由植物的根吸收土壤的水分并向“上”運輸經莖部導管至葉片，其中又有部分葉片向下垂落，水分子在垂落的葉片下端聚集成水滴，水滴受重力影響最終向下滴落，這就形成了水分由土壤先向高處葉片“流”而后又向下滴落的現象。2）滴水觀音的滴水現象同滴水蓮無異。3）樹木，自然界所有植物的葉片都存在蒸發現象，直徑20mm的植株最大蒸發量每秒鐘可以超過0.05毫升，一天的蒸發量可達4.3千克，而蒸發的水分是由根部吸收，莖部疏導，葉片蒸發的，因此植物的蒸騰作用也是“水向上流”的一種現象。針對這種現象，人們會解釋說：植物的導管和篩管實現由根部至葉片的運輸是由“毛細作用”造成的，在植物體內存在眾多的“毛細管”，這種毛細管有疏導水分和養分的作用。4）人或動物的毛細血管。人們認為在人體動脈或靜脈血管內，血液運輸的動力來自心臟的搏動，心臟的收縮與擴張給血液流淌提供了動力，但是在人或動物的組織內，毛細血管的血液流淌方向是左右上下各個方向的，人或動物體內微循環的動力來自毛細血管壁的結構，即通常所說通過血液的滲透作用到達身體各部分組織器官的，人們還是把這種現象稱作毛細血管的“毛細作用”。5）泉水。一般認為泉水是地下水，是有地下的溫水向地上山體巖石滲透后而又集中，經過山體的狹縫流淌而出的，與植物的滴水現象區別是：植物的毛細作用僅僅能實現“滴水”，山泉形成的水流通常是汩汩涌出，有的山泉流量甚至非常大，每分鐘幾個立方水流量常有記載。6）浸水石頭。在盆栽藝術中，常見一種浸水的石頭，石頭上終年濕漉漉的，石頭上放置上泥巴，栽培上植物，石頭放入水中，只要石頭下邊有水，浸水石頭就不缺水，總結“浸水石”這種現象，也可以歸結為“水向上流”的一種現象。

如果說植物體內“水向上流”是由于“毛細作用”造成的，那么是否可以理解浸水石頭內部也有某些管狀組織結構呢？進而聯想到：是否所有的符合毛細作用要求的任何材料都具備“水向上流”的功能呢？如果你認為僅僅通過“毛細作用”可以實現“水向上流”的功能進而去進行試驗的話，其結果或許成功也或許失敗，因為“毛細作用”僅僅是“水向上流”伴隨的一種現象，并不能把這種伴隨的“現象”當做本質來解釋“水向上流”的原理，或者來揭示“水向上流”的規律。先前人們用“毛細作用”解釋這種“水向上流”的現象，這種解釋在理論上不能自圓其說，或者說是一種有缺陷的理論。因為我們并不能認為管道足夠細就一定具備“毛細作用”。相反，如果假定管道足夠粗，其結果就一定沒有“水向上流”的現象存在嗎？其實真實的答案令人吃驚：答案是“不是的”三個字。原來“水向上流”實質功能并不是由管道的粗細決定的，而是管道與水存在一個接觸面，是有接觸面的大小和接觸面的形狀共同決定的。管道與水的接觸面積和管道的形狀決定水流的大小，管道的走向決定水流的方向。

在常規認識上，我們存在一個認識誤區：就是我們有時只看到了水流因重力作用存在“水向下流”的現象，并沒有看到“水向上流”，為什么呢？因為沿著管壁向上走的水分子與向下走的水分子相比較，在較粗的管道內是微不足道的，同時因為水分的蒸發作用，在較粗的管道內向上的水分很快蒸發掉了，根本或者難以看到“水向上走”，因此在較粗的管道內“水向上流”的現象幾乎是看不到的。但是在植物體內，導管非常細，接近毛發的細度，并且樹皮隔開了導管與外部空氣的聯系，水分不能蒸發，在樹皮內這種幾乎封閉的系統里，水由根部滲透，通過莖部眾多毛細管道，直達葉片，由葉片蒸發，從而最終形成“水向上流”的功能。具體一點講，形成“水向上流”的原因是：植物體內眾多的毛細管道（導管）與水分子有較大的接觸面積，再加上植物體內下部水分大，上部水分少，由于水分子的“滲透”作用，實現“水向上流”的功能。而滲透作用可以用滲透壓來解釋。滲透壓可以用力學來解釋，這種現象用力學來解釋就是：由于植物體內部水分子在毛細管內受重力和毛細管壁分子吸引力的雙重作用，為達到分子水平的力學平衡，在分子力的作用下，水分便由植物體的“下部”流向植物的“上部”，實現“水向上流”的功能。