大王蓮利用表面張力浮在水面上，將此作用力應用在生活中，成了微奈米等級的材料自我組裝的重要力量。

我們常看見的大王蓮除了葉子超大之外，其承載重量的能力也遠大於一般蓮花，是什麼原因造成這種結果呢？科學家竟從大王蓮的身上研發出「 電子書」，讓我們不得不佩服科學家的想像力。

大王蓮上坐人 易如反掌

比重比水小的的東西，例如木頭，會在浮在水面上，例如油會浮在水上，伐木業者利用河流將木頭送到下游地區。

成功大學工程科學系周榮華、邱世彬兩位教授在《科學發展》月刊414期中指出，大王蓮的直徑一般可達1.5公尺，至少可以承載體重60公斤的人。

據阿基米德的浮力原理（B=VD、浮力=物體於液面下的體積×液體密度），物體所受的浮力等於其所排開的液重。當物體在液中靜止不動時，其重量等於所受的浮力（B=W）。

若忽略大王蓮與壓克力圓盤（供人站立用）的重量，則大王蓮上體重60公斤的人所受的浮力是60公斤，相當於0.06立方公尺水的重量。換句話說，大王蓮只要下沉3.4公分，就可以靠浮力支撐體重60公斤的遊客。3.4公分的下沉量雖然不大，卻容易由視覺觀察出來。

但事實上，現場觀察顯示，體重60公斤的人站上去，並未讓大王蓮有明顯的下沉。因此可以推論，浮力並非大王蓮承載人體體重的唯一力量，那麼還有什麼力量呢？

表面張力默默支持

若把視野拉近，大王蓮浮在水面（水與空氣接觸的界面上）。周榮華、邱世彬兩位教授表示，這個界面上有表面張力的作用，與地球的重力相較，重力不需接觸而作用在整個物體上，表面張力則需靠接觸且要有界面才能作用。

由於沿著與作用線垂直的方向施力，就可拉開成一個作用面，而力量與位移的乘積是功（W=F×S、F表示作用力，S表示沿施力方向的位移），功是一種能量的形式，因此表面張力也可說是單位面積的表面能。因為最小的表面能量是一種平衡的條件，所以水滴會呈現圓球狀，而肥皂泡泡的形成也與表面張力有關。

水蠅，有6隻腳，成3對，最前面的一對較短，職司捕食；中間的一對較長，負責滑行；尾端的一對，具剎車與轉向的功能。水蠅就是利用水的表面張力，讓自己浮在水面上的。

表面張力不是浮力，需要界面的存在，因此水蠅必須避免弄濕牠的腳，所用的方法就是製造一個疏水的表面。在蓮花的葉面上滴一滴水，水滴會在葉上滾來滾去，這就是所謂的蓮花效應，是水的表面張力與蓮葉表面因奈米結構所形成的疏水特性所導致的。

有一種水翼船靠升力浮在水面，浮體大都是靠浮力或表面張力，大王蓮因為不動，所以沒有升力，若不完全靠浮力，而與表面張力有關，那麼表面張力的作用是從哪裡來的呢？

若把鏡頭拉近，可看到它與一般蓮花不一樣的地方，就是它的表面有數目甚多的小小突起。若把大王蓮的葉面翻轉過來（翻轉葉面時必須小心，因為大王蓮背面長了許多保護自己的銳利小刺），可以看到支撐荷葉的荷梗由中央呈網絡狀往外延伸，且形成一個個四邊形的小氣室，這些小氣室提供了表面張力作用所需的界面。由於小氣室的數目很多，所以大王蓮能夠支撐相當大的重量而無明顯的下沉。

表面張力的應用

從大王蓮與水蠅上大略了解表面張力的特性。周榮華、邱世彬兩位教授表示，其實表面張力在工業上的用途也蠻多的，尤其是當一件東西的尺寸小到重力不再是主導力量時，表面張力的影響更是舉足輕重，也是微奈米等級的材料自行組裝（self-assembly）的重要力量。

電子書就是一個可以利用表面張力來顯示文字與圖像的例子。它利用一種「電潤濕（electrowetting）顯示技術」，主要用外加電壓來改變液體的表面張力，透過約20伏特外加電壓的作用，就可得到相當於一般紙張的反射係數與對比（紙張的反射係數約60％，對比約15）。

最簡單的電子書是黑白畫面的書，可以顯示文字與黑白相片。若進一步對油膜（油滴）染色，就可產生彩色畫面。

電子書靠環境光源的反射來呈現資訊，因此它的重點在於如何讓光線作適當的反射。在無外加電壓時，疏水絕緣面上的油滴可藉疏水絕緣面、油膜與水三者間表面張力的平衡，讓油膜均勻地分布在含透明電極的底材上，而呈現均勻的色彩。

加上電壓後，額外提供的電能會改變原先的平衡狀態，而把油膜上方的水拉向疏水絕緣面，油膜就被水擠壓成油滴形狀。油滴部分呈現色彩，絕緣面上含水的部分則因其透光性而呈現底材的白色，因而可以顯現字型做為電子書顯像用。

周榮華、邱世彬兩位教授表示，日常生活中可以觀察到的一些現象，探索其背後的原因，藉大王蓮驚人的載重能力與水蠅在水上輕易滑行的功夫，凸顯表面張力在生物界所發揮的功能，再把它引入於工業界的用途。其實，表面張力在工業界使用的例子頗多，日常生活中也是值得細加觀察。