生物表面結(jié)構(gòu)與疏水性能研究

生物表面結(jié)構(gòu)與疏水性能研究摘要：本文總結(jié)了疏水性的表征參數(shù)、影響因素及兩種描述超疏水性能的經(jīng)典模型。綜述了目前研究的植物及昆蟲表面結(jié)構(gòu)與其疏水性能的關(guān)系。簡要介紹了仿生疏水材料的制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域。通過上述內(nèi)容，概括了目前該領(lǐng)域研究存在的一些問題并探討了今后的研究發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：植物昆蟲表面多級(jí)結(jié)構(gòu)疏水性自然界的生物經(jīng)過億萬年優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化，優(yōu)化出各種形態(tài)、構(gòu)型、結(jié)構(gòu)和材料，展現(xiàn)出多種多樣的功能特性，成為對(duì)生存環(huán)境具有最佳適應(yīng)性和高度協(xié)調(diào)性的系統(tǒng)[1]。這其中蘊(yùn)含的奧妙吸引人類不斷的探索、學(xué)習(xí)和模仿，以求解決人類生產(chǎn)生活中遇到的各種問題。自1977年以來，關(guān)于動(dòng)植物體表疏水性能的研究一直備受關(guān)注。許多植物和昆蟲的體表所具有超疏水、自清潔及定向浸潤等優(yōu)異性能，與其復(fù)雜的分級(jí)圖案化表面設(shè)計(jì)有關(guān)。例如著名的具有自清潔功能的荷葉表面顯示出多級(jí)結(jié)構(gòu)，其表面的層次是微米結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)多階層自組裝相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的[2]。這種功能性生物表面對(duì)于仿生自清潔材料的制備和發(fā)展具有極大的啟示和潛在的應(yīng)用價(jià)值。目前，已有大量的研究結(jié)果表明，生物體表的疏水性來源于其微納米結(jié)構(gòu)特性，且微米與納米層次的結(jié)構(gòu)在決定生物體表浸潤性上也起到各自不同的作用[16]。1疏水性研究背景1.1疏水性強(qiáng)弱的表征參數(shù)疏水性是指物體表面對(duì)水具有排斥能力的性能。通常把與水的接觸角大于90°的固體材料表面稱為疏水表面，大于150°則稱為超疏水表面[3]。一個(gè)表面疏水性的強(qiáng)弱通過接觸角、滑動(dòng)角、接觸角滯后等參數(shù)來衡量。其中，接觸角是衡量固體表面浸潤性最常用的標(biāo)準(zhǔn)?；瑒?dòng)角是指液體離開固體表面時(shí)的最小傾斜角，接觸角滯后是前進(jìn)接觸角（指水滴開始滑動(dòng)時(shí)后緣的最大接觸角）與后退接觸角（指水滴開始滑動(dòng)時(shí)前緣的最小接觸角）之差[4]。1.2疏水性強(qiáng)弱的影響因素疏水性是固體表面的重要特性，主要是由表面化學(xué)物質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)共同決定的，其中，表面微觀結(jié)構(gòu)起到更決定性的作用[5]。目前主要研究的微觀表面結(jié)構(gòu)有一級(jí)結(jié)構(gòu)、多級(jí)結(jié)構(gòu)、分形結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)及皺紋狀結(jié)構(gòu)等。在導(dǎo)致固體表面的超疏水性能的各種因素中，表面能和表面粗糙度是主要的因素。當(dāng)表面能較低、粗糙度較高時(shí)，相對(duì)而言，該固體表面具有較高的疏水性。此外，固液氣三相接觸線的形狀、穩(wěn)定性及連續(xù)性等[6,7]對(duì)固體表面的疏水性也有很重要的作用。1.3疏水性理論經(jīng)典模型目前主要有兩種理論來描述材料表面的疏水狀態(tài)：一種是Wenzel態(tài)，是指液滴進(jìn)入固體微結(jié)構(gòu)內(nèi)部的超疏水狀態(tài)[8]；另一種是Cassie-Baxter態(tài)，是指固體表面的微結(jié)構(gòu)被空氣占據(jù)而液體不進(jìn)入固體表面的微結(jié)構(gòu)中的超疏水狀態(tài)[9]。Wenzel方程表示為：cosθW=rcosθY(1)式中r定義為粗糙度，θW和θY分別是Wenzel狀態(tài)下粗糙表面的接觸角和Young氏接觸角。Cassie-Baxter方程則表示為：cosθCB=(-1)+f(rcosθY+1)(2)式中θCB和θY分別是Cassie-Baxter接觸角和Young氏接觸角，r是粗糙度，f是液體所占投影面積比。而在實(shí)際的研究過程，Wang等人認(rèn)為液滴在超疏水表面的狀態(tài)可歸納為5種模型：Wenzel狀態(tài)，Cassie狀態(tài)，荷葉狀態(tài)（一種特殊的Cassie狀態(tài)），Wenzel和Cassie之間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)，壁虎狀態(tài)[10]。具體模型如圖1所示。圖1超疏水表面的狀態(tài)a:Wenzel狀態(tài)；b:Cassie狀態(tài)；c:荷葉狀態(tài)（特殊的Cassie狀態(tài)）；d:Wenzel和Cassie之間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)；e:壁虎狀態(tài)2植物表面結(jié)構(gòu)與疏水性能研究2021年，Barthlott和Neinhuis通過觀察發(fā)現(xiàn)，許多植物葉片上不同微結(jié)構(gòu)（絨毛、表皮褶皺和蠟狀晶體）構(gòu)成的粗糙表面協(xié)同疏水的表皮蠟質(zhì)共同導(dǎo)致其表面的防水性能，而且，能夠伴隨水滴帶走污染顆粒，構(gòu)成自清潔表面，被稱為“荷葉效應(yīng)”[11]?；趯?duì)200種防水植物物種的調(diào)查研究，給出了防粘附植物表面的微型態(tài)特征。那些能夠長效防水的葉片具有獨(dú)特、顯著的凸面或乳突狀表皮細(xì)胞，而且覆蓋有非常密集的蠟質(zhì)層；而那些只能在有限的時(shí)間內(nèi)防水的葉片只有微凸起的表皮細(xì)胞，通常缺乏密集的蠟質(zhì)層。此外，具有防水性能的物種都集中生活在草叢中，而罕見生活在樹木上。亞熱帶地區(qū)的濕地和受擾動(dòng)區(qū)似乎具有更多的防水物種。植物表面非光滑結(jié)構(gòu)通常包括表皮細(xì)胞形態(tài)及分布，表皮毛被、表皮蠟、表皮粉的化學(xué)性質(zhì)及單元體的形態(tài)、分布規(guī)律，直接影響著葉表面的疏水、防黏效果[12,13]。2.1荷葉表面疏水性研究荷葉是一種半水生植物，生長有直徑可達(dá)30cm且具有優(yōu)異防水性能的盾形葉片。為了適應(yīng)水生環(huán)境，荷葉的氣孔通常位于上表皮。由覆蓋著密集蠟質(zhì)層的乳突構(gòu)成的分級(jí)結(jié)構(gòu)，是荷葉超疏水性能的重要基礎(chǔ)。荷葉的表皮細(xì)胞形成了不同高度和尖拱頂形的乳突狀結(jié)構(gòu)，并在全部表面范圍內(nèi)都覆蓋有較短的蠟質(zhì)管狀結(jié)構(gòu)（圖2-1a）。這種乳突結(jié)構(gòu)的直徑約在3.8-4.4μm間（圖2-1b），而蠟質(zhì)管狀結(jié)構(gòu)的長度約為0.3-1μm，厚度在80-120nm間（圖2-1c）。與其他植物表面相比，荷葉有著更大密度但直徑要小很多的乳突結(jié)構(gòu)，這樣的特點(diǎn)使得荷葉與水滴有更小的接觸面積。最小化的接觸面積正是荷葉低粘附性的基礎(chǔ)。乳突結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性也確保了蠟質(zhì)管狀結(jié)構(gòu)得到一定保護(hù)[15]。正是由于荷葉特殊的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的超疏水和自清潔性能，也為人們研究和制備超疏水性材料提供了新的思路。圖2-1荷葉表面(a,b)及荷葉表面角質(zhì)蠟狀晶體(c)的掃描電鏡照片[15]2.2玫瑰花瓣表面疏水性研究玫瑰花瓣的表面是一個(gè)同時(shí)具有超疏水和高粘附性能的表面，通常被稱為花瓣效應(yīng)。其表面呈現(xiàn)Cassie狀態(tài)，表面結(jié)構(gòu)如圖2-2中a和b所示?？芍ò瓯砻媸怯梢欢ㄖ芷谛躁嚵械奈⒚准?jí)乳突及乳突上納米級(jí)的褶皺構(gòu)成的。其中，呈周期性陣列的乳突平均直徑為16μm，平均高度為7μm（圖2-2a）；乳突頂端的褶皺寬度在730nm左右（圖2-2b）。這種微納復(fù)合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了較好的超疏水性能，接觸角大約為152.4°（圖2-2c）[17]。與荷葉不同的是，當(dāng)?shù)罐D(zhuǎn)花瓣表面時(shí)，水滴仍可粘附在其表面（圖2-2d），這是二者表面不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及微納尺度上的不同所造成的。對(duì)于花瓣而言，分級(jí)的微米和納米結(jié)構(gòu)在尺寸上均大于荷葉的微納結(jié)構(gòu)。這使得水滴更易于進(jìn)入大的凹槽中，因此形成了Cassie狀態(tài)的潤濕模型[17]。圖2-2玫瑰花瓣的掃描電鏡照片(a,b)；水滴在花瓣表面的模型(c)；當(dāng)花瓣倒轉(zhuǎn)時(shí)水滴在花瓣表面的模型(d)[17]根據(jù)玫瑰花瓣的表面微納結(jié)構(gòu)，F(xiàn).Lin等人利用PS薄膜復(fù)寫了相似的表面設(shè)計(jì)，并得到了接觸角可達(dá)154.6°的超疏水性表面[17]。這個(gè)工作提供了一種簡單可行的方法得到同時(shí)具有超疏水性和高粘附性的仿生表面。在復(fù)寫過程中，將玫瑰花瓣作為模板可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的合成，為此項(xiàng)技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。2.3花生葉表面疏水性研究花生是一種常見的豆科作物。與低黏附超疏水的荷葉不同，花生葉表面同時(shí)具有超疏水和高黏附特性。水滴在花生葉表面的接觸角為151±2°，顯示出超疏水特性。此外，水滴可以牢固地附著在花生葉表面，將花生葉翻轉(zhuǎn)90°甚至180°，水滴均不會(huì)從表面滾落，顯示了良好的黏附性（黏附力超過80μN(yùn)）。研究發(fā)現(xiàn)，花生葉表面呈現(xiàn)微納米多級(jí)結(jié)構(gòu)，丘陵?duì)钗⒚捉Y(jié)構(gòu)表面具有無規(guī)則排列的納米結(jié)構(gòu)。花生葉表面特殊的微納米多尺度結(jié)構(gòu)是其表面呈現(xiàn)高黏附超疏水特性的關(guān)鍵因素。如圖2-3a，可明顯看到花生葉表面由丘陵?duì)钗⒚捉Y(jié)構(gòu)組成，而且相鄰微米結(jié)構(gòu)之間有明顯的溝槽。高倍數(shù)掃面電鏡照片（圖2-3b）表明丘陵?duì)钗⒚捉Y(jié)構(gòu)表面具有無規(guī)則排列的納米薄片結(jié)構(gòu)，這些無規(guī)則排列的納米薄片形成了微尺度下無序排列的空隙?；ㄉ~表面微納米多尺度結(jié)構(gòu)顯著增加了表面粗糙度，進(jìn)而呈現(xiàn)表面的超疏水性能[19]。圖2-3新鮮的花生葉在不同放大倍數(shù)下的掃描電鏡照片[19]花生葉與荷葉表面浸潤性的差別源于它們各自表面微結(jié)構(gòu)的差異。對(duì)于低黏附的荷葉表面，其固-液-氣三相線是不穩(wěn)定的，水滴很難進(jìn)入到荷葉表面的微結(jié)構(gòu)中去，所以水滴可以在荷葉表面很容易地滾動(dòng)，呈現(xiàn)低黏附超疏水特性。然而，對(duì)于花生葉，水滴容易進(jìn)入到比較大的微結(jié)構(gòu)中去，但是很難進(jìn)入到更加細(xì)微的空隙中去，所以水滴在花生葉表面處于一種過渡態(tài)[20-22]。受此啟發(fā)，邱宇辰等人利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）復(fù)形得到了與花生葉表面微結(jié)構(gòu)類似的高黏附疏水表面[19]。但所得樣品的微結(jié)構(gòu)并未能完全復(fù)制微納多尺度結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致PDMS樣品表面的接觸角僅在135°左右，未達(dá)到超疏水特性。這也說明實(shí)現(xiàn)生物材料的表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)是目前仿生材料領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的有效復(fù)制將是未來研究的重點(diǎn)。2.4槐葉蘋屬浮葉水蕨表面疏水性研究槐葉蘋屬浮葉水蕨能夠長期保留空氣。2021年，Barthlott揭示了其精密的表面設(shè)計(jì)。水蕨葉表面的分級(jí)結(jié)構(gòu)，主要是由覆蓋著納米級(jí)蠟狀晶體的打蛋器狀的復(fù)雜彈性表皮毛所構(gòu)成（圖2-4-1a）。四支根須聚集在一起形成一個(gè)總高度為2mm、頂部為打蛋器狀的特殊結(jié)構(gòu)（圖2-4-1b）。在已成熟的葉片中，每支根須末端細(xì)胞都縮聚到一起，形成四個(gè)死細(xì)胞的帽狀覆蓋層（圖2-4-1c）。除去這四個(gè)細(xì)胞的整個(gè)葉片表面均有蠟狀晶體覆蓋，這導(dǎo)致末端細(xì)胞非常光滑而蠟質(zhì)層在其他地方形成了納米級(jí)的粗糙度（圖2-4-1d）[23]。圖2-4-1槐葉蘋屬浮葉水蕨表面的掃描電鏡照片[23](a)球形水滴在葉片上表面表明其超疏水性能；(b)四根須在頂部形成打蛋器狀結(jié)構(gòu)；(c)末端細(xì)胞收縮形成四個(gè)死細(xì)胞；(d)除末端細(xì)胞外葉片全表面覆蓋有納米級(jí)蠟質(zhì)層槐葉蘋屬浮葉水蕨具有特殊的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，每根表皮毛的終端細(xì)胞都沒有蠟狀晶體，形成均勻分布的親水性補(bǔ)丁，約為其他完全疏水葉面的2%。研究結(jié)果表明，這些親水性的補(bǔ)丁能夠?qū)⒖諝?水界面銷連接到打蛋器表皮毛頂端，從而使空氣層穩(wěn)定，這樣就避免了特別在擾動(dòng)流環(huán)境這樣不穩(wěn)定的狀態(tài)下，由于氣泡的形成和脫離而導(dǎo)致的空氣損失（圖2-4-2d）。這種超疏水表面結(jié)合親水補(bǔ)?。⊿alviniaEffect，槐葉蘋屬效應(yīng)）的獨(dú)特設(shè)計(jì)提供了一種新的長期保留空氣的先進(jìn)裝置與理念[23]。圖2-4-2a:低溫下水滴凍結(jié)葉片上的SEM照片；b,c:接觸區(qū)域的側(cè)視圖；c:超疏水性表面結(jié)合親水性補(bǔ)丁長期保留空氣的原理圖3昆蟲體表結(jié)構(gòu)與疏水性能研究昆蟲體表是自然界中最值得關(guān)注的復(fù)合材料之一，其表面的微納米結(jié)構(gòu)具有很多令人感嘆的特性，如超疏水、自清潔及定向浸潤等[24]。昆蟲體表是體軀的最外層組織，由單一的皮細(xì)胞層及其分泌物所組成．由里向外可分為底膜、皮細(xì)胞層和表皮層3部分[25]。表皮層是由皮細(xì)胞分泌的一種異質(zhì)的非細(xì)胞層，分為內(nèi)表皮、外表皮和上表皮層。上表皮的層次依昆蟲種類而不同，一般分為表皮質(zhì)層、蠟層和護(hù)蠟層。護(hù)蠟層的厚度變化較大，具有保護(hù)蠟層的功能。上表皮及其外層的化學(xué)成分在防止脫水方面有至關(guān)重要的作用。這些表面結(jié)構(gòu)因種類不同而有差異，但具有系統(tǒng)分類學(xué)意義。在鱗翅目和嚙蟲目翅、毛翅目完須亞目的前翅、雙翅目蚊科昆蟲翅脈和后緣均具鱗片結(jié)構(gòu)，一些甲蟲往往具乳突結(jié)構(gòu)，而在直翅目的種類中則為多邊形結(jié)構(gòu)。目前，已有的大量研究結(jié)果均表明，昆蟲體表的微納米結(jié)構(gòu)與其疏水性有很大的關(guān)系[26-28]。3.1蝴蝶翅膀表面疏水性研究蝴蝶表面因?yàn)轺[片的存在而使其翅膀表面具有疏水性。蝴蝶鱗片主要有窄葉形、圓葉形、闊葉形和紡錘形4種類型，呈覆瓦狀排列（圖3-1b）。每個(gè)鱗片表面由亞微米級(jí)的縱肋、縱肋之間及縱肋之上的微納米結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)翅膀表面有鱗片存在時(shí)水滴與翅面的接觸角大約是150°，而蝴蝶翅膀表面鱗片的面積、長度、寬度、間距等指標(biāo)與該接觸角均不具有相關(guān)性[28,29]。納米結(jié)構(gòu)對(duì)蝴蝶表面潤濕性的影響主要是水滴在翅表的滑動(dòng)具有方向性，如水滴在遠(yuǎn)離蝴蝶體軀縱軸的翅面上很容易滾落（圖3-1a），但是在與其相反的方向上則緊緊鑲嵌在翅面（圖3-1b、c），這兩種狀態(tài)可以通過翅膀的姿勢和翅表的氣流來調(diào)控。這說明這種特殊能力是翅表的微米級(jí)的鱗片和納米帶上的可以彎曲的納米端部有規(guī)律的排列的結(jié)果（圖3-1d、e）。當(dāng)蝴蝶翅膀向下傾斜時(shí)，納米端互相分開，水滴與翅表接觸形成了不連續(xù)的接觸線，水滴很容易從翅表滾離（圖3-1f）。當(dāng)翅膀向上傾斜時(shí)，微米級(jí)的鱗片和納米端更緊密的接觸形成了相對(duì)連續(xù)的接觸線，而使水滴鑲嵌在翅表（圖3-1g）[30]。圖3-1蝴蝶翅表方向粘附性機(jī)制[30]A:藍(lán)閃蝶，翅表黑色箭頭表示水滴沿遠(yuǎn)離身體中軸的方向(RO)滾落；B:當(dāng)翅膀向下傾斜時(shí)，水滴很容易從RO方向滾離翅面；C:當(dāng)翅膀向上傾斜時(shí)，水滴則鑲嵌在翅表；D,E:翅表鱗片結(jié)構(gòu)(標(biāo)尺:D100μm，E100nm)；F,G:粘附機(jī)制的2種模型(F：滾落模型，G：鑲嵌模型)3.2蟬翅表面疏水性研究蟬是半翅目中植食性昆蟲，常生活在高大的樹木或灌木叢中，其翅薄、翅脈發(fā)達(dá)。研究者對(duì)多種蟬類昆蟲翅表水滴的靜態(tài)接觸角及納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察、測量和比較（圖3-2），并利用X射線光電子能譜儀（XPS）檢測了部分種類翅表的化學(xué)組成成分。研究發(fā)現(xiàn)，蟬類昆蟲翅表疏水性呈現(xiàn)出很大差別，接觸角為76.8°-146.0°。翅表疏水性的強(qiáng)弱是由其表面的納米級(jí)形貌結(jié)構(gòu)（主要為乳突）和化學(xué)成分（主要為蠟質(zhì)類）共同作用的結(jié)果。翅表乳突形狀不同，則疏水性不同，結(jié)構(gòu)均一的翅表疏水性較強(qiáng)；乳突基部直徑、基部間距及乳突高3種參數(shù)對(duì)翅表的疏水性起很大作用，乳突基部直徑141nm、基部間距46nm及乳突高391nm的翅表表現(xiàn)出最強(qiáng)的疏水性能[31,32]。圖3-24種蟬翅表納米結(jié)構(gòu)[31]A:白斑安蟬；B:草蟬；C:窄瓣寒蟬；D:金平寧蟬3.3水黽足部疏水性研究水黽能在水面上自由活動(dòng)而不被浸濕，一條足可以支撐其15倍體重的重量，不僅因其足表面分泌蠟質(zhì)的作用[14]，更主要的是足表面上的多級(jí)結(jié)構(gòu)引起的[33]。在足上具有與足表面成20°且方向一致的針狀剛毛，長大約50μm，直徑在幾百個(gè)納米到3μm之間，在剛毛上具非常精細(xì)的納米溝（寬410nm，深100nm）。這種結(jié)構(gòu)使足表面吸附的空氣與水的接觸面積達(dá)到了96.86%，水滴在其表面上的接觸角達(dá)167.6°±4.4°，具有超強(qiáng)的疏水性能。圖3-3水黽足部表面的掃描電鏡圖片[33]a:水黽足部典型側(cè)視圖；b:大量定向的細(xì)長型剛毛(20μm)；c:剛毛上的納米級(jí)溝槽(200nm)3.4蚊子足部表面疏水性研究蚊子有很多特殊的功能，如可以毫不費(fèi)力地停留在水面，而且能安全地飛離水面，也可以像蒼蠅一樣粘附在固體表面。在這些技能當(dāng)中，蚊子巨大的水面支撐力是最值得關(guān)注的，單支足能支撐起自身體重23倍的重量，這要比水黽能支撐起自身重量的15倍高很多[33]。經(jīng)觀察在蚊子足表面覆蓋著大量鱗片（圖3-4a），鱗片由結(jié)構(gòu)相同的微米級(jí)縱脊和納米級(jí)的橫脊構(gòu)成?？v脊間距因蚊子種類和鱗片不同，在1.5-2μm之間，縱脊厚200-250nm之間?？v脊之間的橫脊間距大約幾百個(gè)nm到1μm，橫脊厚約100nm（圖3-4b）。這種精細(xì)的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)使蚊子足表面具有153°的接觸角和驚人的水面支撐力[34]。除了足表面外，蚊子身體、翅及喙的下唇有的地方也覆蓋著一樣的鱗片。吸附在縱脊和橫脊空隙間的空氣在足-水界面形成納米墊防止足被浸濕。若應(yīng)用Cassie方程來分析[34]，這種結(jié)構(gòu)使足表面吸附的空氣與水的接觸面積達(dá)到了85.3%。蚊子足上的這種微納米結(jié)構(gòu)使其具有較高的水面支撐力。圖3-4蚊子足部分級(jí)的微米和納米結(jié)構(gòu)(a):定向排列的鱗片；(b):縱脊與橫脊之間精細(xì)的結(jié)構(gòu)排列3.5蜘蛛網(wǎng)表面疏水性能研究草間蜘蛛是一種具有篩孔的蜘蛛，其蜘蛛網(wǎng)具有多級(jí)的微米和納米的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在干燥條件下，這種篩孔蜘蛛的網(wǎng)主要由兩條微米級(jí)的主軸纖維（直徑為85.6±5.1μm）組成。在主軸纖維上，周期性的分布著紡錘形的節(jié)點(diǎn)是由定向取向的納米纖維組成（直徑在20-30nm）。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，紡錘形節(jié)點(diǎn)及連接處表面均由納米纖維組成，但由于前者納米纖維不定向排列而后者納米纖維單向排列，因此具有不同的性質(zhì)[35]。在造成蜘蛛網(wǎng)表面疏水性能的原理中，每一個(gè)納米級(jí)和微米級(jí)的結(jié)構(gòu)都有著自己的作用。在微米尺度上，兩條主軸纖維提供了足夠大的機(jī)械強(qiáng)度使得蜘蛛網(wǎng)可以承受獵物的重量和移動(dòng)。而在納米尺度上，由于紡錘形節(jié)點(diǎn)及連接處表面有不同的表面粗糙度，二者提供不同的表面能，造成其表面的疏水性及定向浸潤性[16]。根據(jù)這一特殊結(jié)構(gòu)，Y.M.Zheng等人復(fù)寫了與該結(jié)構(gòu)相似的人工仿生材料（圖3-5b），在疏水性及定向浸潤性等方面都得到了很好的效果[35]。圖3-5蜘蛛絲的自然結(jié)構(gòu)(A)及人工仿生材料結(jié)構(gòu)(B)[16]4疏水性表面的制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域隨著仿生學(xué)的發(fā)展，人們在超疏水性的仿生研究中取得了很大的進(jìn)展，并且已經(jīng)利用多種方法制備出了多種性能優(yōu)異的超疏水性表面。一般來說，超疏水性表面可以通過2種手段來制備：一種是在疏水材料表面上構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)；另一種是在粗糙表面上修飾低表面能的物質(zhì)。制備的方法也多種多樣，如：聚合物固化[36]、溶膠-凝膠法[37,38]、嵌段聚合物的相分離法[39]、模板法[40]、氣相沉積法[41]、激光刻蝕法[42,43,44]及目前多采用的自組裝[45,46,47]等。但是，目前還存在著許多問題需要深入探討研究。至于疏水性表面的應(yīng)用，是由其具有的不同功能（如自清潔、減阻等）決定的，例如，它可以用來防雪、防污染、抗氧化以及防止電流傳導(dǎo)等，可用在防雨設(shè)備、農(nóng)藥制備、機(jī)械潤滑、礦物浮選、注水采油、金屬焊接、印染及洗滌等相關(guān)領(lǐng)域。5存在的問題及研究發(fā)展方向研究材料范圍需擴(kuò)大和深入。目前，人們研究的生物體表疏水性只占總生物數(shù)量的極少部分，且一些水生或半水生生物的表面疏水性機(jī)理報(bào)道較少。形態(tài)學(xué)的生物機(jī)制分析依賴于結(jié)構(gòu)特征的理解，不僅要注重外部形態(tài)的觀察研究，還要加強(qiáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究;此外，不同地域、生活史的不同階段的生物體表的疏水性有何不同，均值得進(jìn)一步研究?；瘜W(xué)成分及其功能研究較少。目前很少有報(bào)道指出生物表面影響疏水性的化學(xué)成分及其功能研究。應(yīng)用方面需拓寬。在應(yīng)用方面，工作重點(diǎn)應(yīng)集中在疏水表面的各個(gè)領(lǐng)域，如紡織、涂層、基因傳輸、微流體以及無損失液體輸送的廣泛應(yīng)用上[48]。但是要真正制備一種具有需要的潤濕及自潔性能且有一定機(jī)械性能、較長使用壽命的超疏水表面以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，在其機(jī)理以及方法或條件等方面都還存在較大的研究空間。仿生研究方面要拓展。在仿生研究方面，要從不同層次不同領(lǐng)域、多層次多方位進(jìn)行，特別是多功能材料的研究。一些生物體表的非光滑表面具多種優(yōu)異的功能，例如高強(qiáng)度抗壓特性[49]、減黏脫附[50]、減反射[51]等等。這些都有待于進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)[1]任露泉，梁云虹.耦合仿生學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2021.[2]K.Koch.Designofhierarchicallysculpturedbiologicalsurfaceswithanti-adhesiveproperties.FunctionalNanoscience，2021:167-178.[3]X.F.Gao，L.Jiang.Recentstudiesofnaturalsuperhydrophobicbio-surfaces.Physics，2021，35(7):559-564.[4]B.He，N.A.Patankar，J.Lee.Multipleequilibriumdropletshapesanddesigncriterionforroughhydrophobicsurfaces.Langmuir，2021，19:4999-5003.[5]A.Nakajima，K.Abe，K.Hashimoto，etal.Preparationofhardsuper-hydrophobicfilmswithvisiblelighttransmission.ThinSolidFilms，2021，376:140-143.[6]Z.Yoshimitsu，A.Nakajima，T.Watanabe，etal.Effectsofsurfacestructureonthehydrophobicityandslidingbehaviorofwaterdroplets.Langmuir，2021，18(15):5818-5822.[7]W.Chen，A.Y.Fadeev，M.C.Hsieh，etal.Ultrahydrophobicandultralyophobicsurfaces:somecommentsandexamples.Langmuir，2021，15:3395-3399.[8]R.N.Wenzel.Resistanceofsolidsurfacestowettingbywater.IndEngChem，1936，28:988–994.[9]A.B.D.Cassie，S.Baxter.Wettabilityofporoussurfaces.TransFaradaySoc，1944，40:546–551.[10]S.Wang，L.Jiang.Definitionofsuperhydrophobicstates.AdvancedMaterials，2021，19(21):3423-3424.[11]W.Barthlott，C.Neinhuis.Purityofthesacredlotus,orescapefromcontaminationinbiologicalsurfaces.Planta，2021，202(1):1-8.[12]王淑杰，任露泉，韓志武，邱兆美，周長海.典型植物葉表面非光滑形態(tài)的疏水防黏效應(yīng).農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，21(9):16-19.[13]王淑杰，任露泉，韓志武，邱兆美.植物葉表面防粘特性的研究.農(nóng)機(jī)化研究，2021(4):176-181.[14]M.Dickinson.Howtowalkonwater.Nature，2021，424(6949):621-622.[15]H.J.Ensikat，P.Ditsche-Kuru，C.Neinhuis，etal.Superhydrophobicityinperfection:theoutstandingpropertiesofthelotusleaf.BeilsteinJ.Nanotechnol，2021，2:152–161.[16]W.-G.Bae，H.N.Kim，D.Kim，etal.Scalablemultiscalepatternedstructuresinspiredbynature:theroleofhierarchy.AdvancedMaterials，2021，26:675–700.[17]F.Lin，Y.N.Zhang，J.M.Xi，etal.Petaleffect:Asuperhydrophobicstatewithhighadhesiveforce.Langmuir，2021，24:4114-4119.[18]X.J.Feng，L.Jiang.Designandcreationofsuperwetting/antiwettingsurfaces.AdvancedMaterials，2021，18:3063–3078.[19]邱宇辰，劉克松，江雷.花生葉表面的高黏附超疏水特性研究及其仿生制備.中國科學(xué)：化學(xué)，2021，41(2):403-408.[20]A.Marmur.Thelotuseffect:Superhydrophobicityandmetastability.Langmuir，2021，20:3517–3519.[21]N.A.Patankar.Transitionbetweensuperhydrophobicstatesonroughsurfaces.Langmuir，2021，20:7097–7102.[22]A.Dupuis，J.M.Yeomans.Modelingdropletsonsuperhydrophobicsurfaces:Equilibriumstatesandtransitions.Langmuir，2021，21:2624–2629.[23]W.Barthlott，T.Schimmel，S.Wiersch，etal.Thesalviniaparadox:superhydrophobicsurfaceswithhydrophilicpinsforairretentionunderwater.AdvancedMaterials，2021，22:2325–2328.[24]M.X.Sun，Y.M.Zheng，A.P.Liang.Progressinresearchinhydrophobicpropertyofinsectbodysurface.Engineering，2021，5:127-133.[25]彩萬志，花保禎，宋敦倫，等.昆蟲學(xué)概論[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2021:19-22.[26]W.Barthlott，C.Neinhuis.Purityofthesacredlotus,orescapefromcontaminationinbiologicalsurfaces.Planta，2021，202:1-8.[27]L.Feng，S.Li，Y.Li，etal.Super-hydrophobicsurfaces:fromnaturaltoartificial.AdvancedMaterials，2021，14(24):1857-1860.[28]B.Bhushan，Y.C.Jung.Micro-andnanoscalecharacterizationofhydrophobicandhydrophilicleafsurfaces.Nanotechnology，2021，17(11):2758-2772.[29]Y.Fang，T.Q.Wang，G.Sun，etal.UltrastructureofwingscalesofNymphalidbutterflies(Lepidoptera:Nymphalidae).ActaEntomologicaSinica，2021，50(3):313-317.[30]Y.M.Zheng，X.F.Gao，L.Jiang.Directionaladhesionofsuperhydrophobicbutterflywings.SoftMatter，2021，3:178-182.[31]M.X.Sun，G.S.Watson，Y.M.Zheng，etal.Wettingpropertiesonnanostructuredsurfacesofcicadawings.JournalofExperimentalBiology，2021，212:3148-3155.[32]S.H.Hong，J.Hwang，H.Lee.Replicationofcicadawing’snano-patternsbyhotembossingandUVnanoimprinting.Nanotechnology，2021，20:1-5.[33]X.F.Gao，L.Jiang.Water-repellentlegsofwaterstriders.Nature，2021，432:36.[34]C.W.Wu，X.Q.Kong.Micronanostructuresofthescalesonamosquito’slegsandtheirroleinweightsupport.PhysicalReviewE，2021，76:017301-017304.[35]Y.M.Zheng，H.Bai，Z.B.Huang.Directionalwatercollectiononwettedspidersilk.Nature，2021,463:640-643.[36]T.Onda，S.Shibuichi，N.Satoh，etal.Super-water-repellentfractalsurfaces.Langmuir，1996，12(9):2125-2127.[37]G.Cao，H.Tian.Synthesisofhighlyporousorganic/inorganichybridsbyambientpressuresol-gelprocessing.Journa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高考語文試卷一、語言文字運(yùn)用（15分）1．在下面一段話的空缺處依次填入詞語，最恰當(dāng)?shù)囊唤M是（3分）提到桃花源，許多人會(huì)聯(lián)想到瓦爾登湖。真實(shí)的瓦爾登湖，早已成為▲的觀光勝地，梭羅的小木屋前也經(jīng)常聚集著▲的游客，不復(fù)有隱居之地的氣息。然而虛構(gòu)的桃花源一直就在我們的心中，哪怕▲在人潮洶涌的現(xiàn)代城市，也可以獲得心靈的寧靜。A．名聞遐邇聞風(fēng)而至雜居 B．名噪一時(shí)聞風(fēng)而至棲居C．名噪一時(shí)紛至沓來雜居 D．名聞遐邇紛至沓來?xiàng)?．在下面一段文字橫線處填入語句，銜接最恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是（3分）在南方，芭蕉栽植容易，幾乎四季常青?！劣谠掠辰队?、雪壓殘葉，那更是詩人畫家所向往的了。①它覆蓋面積大，吸收熱量大，葉子濕度大。②古人在走廊或書房邊種上芭蕉，稱為蕉廊、蕉房，饒有詩意。③因此蕉陰之下，是最舒適的小坐閑談之處。④在旁邊配上幾竿竹，點(diǎn)上一塊石，真像一幅元人的小景。⑤在夏日是清涼世界，在秋天是分綠上窗。⑥小雨乍到，點(diǎn)滴醒人；斜陽初過，青翠照眼。A．①③②④⑥⑤ B．①④②③⑥⑤C．②①④③⑤⑥ D．②③④①⑤⑥3．下列詩句與“憫農(nóng)館”里展示的勞動(dòng)場景，對(duì)應(yīng)全部正確的一項(xiàng)是（3分）①笑歌聲里輕雷動(dòng)，一夜連枷響到明②種密移疏綠毯平，行間清淺縠紋生③分疇翠浪走云陣，刺水綠針抽稻芽④陰陰阡陌桑麻暗，軋軋房櫳機(jī)杼鳴A．①織布②插秧③車水④打稻 B．①織布②車水③插秧④打稻C．①打稻②插秧③車水④織布D．①打稻②車水③插秧④織布4．閱讀下圖，對(duì)VR（即“虛擬現(xiàn)實(shí)”）技術(shù)的解說不正確的是一項(xiàng)是（3分）A．VR技術(shù)能提供三個(gè)維度的體驗(yàn)：知覺體驗(yàn)、行為體驗(yàn)和精神體驗(yàn)。 B．現(xiàn)有的VR技術(shù)在精神體驗(yàn)上發(fā)展較快，而在知覺體驗(yàn)上發(fā)展較慢。C．VR技術(shù)的未來方向是知覺體驗(yàn)、行為體驗(yàn)和精神體驗(yàn)的均衡發(fā)展。D．期許的VR體驗(yàn)將極大提高行為體驗(yàn)的自由度和精神體驗(yàn)的滿意度。二、文言文閱讀（20分）閱讀下面的文言文，完成5—8題。臨川湯先生傳鄒迪光先生名顯祖，字義仍，別號(hào)若士。豫章之臨川人。生而穎異不群。體玉立，眉目朗秀。見者嘖嘖曰：“湯氏寧馨兒?！蔽鍤q能屬對(duì)。試之即應(yīng)，又試之又應(yīng)，立課數(shù)對(duì)無難色。十三歲，就督學(xué)公試，補(bǔ)邑弟子員。每試必雄其曹偶。庚午舉于鄉(xiāng)，年猶弱冠耳。見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者?！倍〕髸?huì)試，江陵公①屬其私人啖以巍甲而不應(yīng)。曰：“吾不敢從處女子失身也?！惫m一老孝廉乎，而名益鵲起，海內(nèi)之人益以得望見湯先生為幸。至癸未舉進(jìn)士，而江陵物故矣。諸所為附薰炙者，骎且澌沒矣。公乃自嘆曰：“假令予以依附起，不以依附敗乎？”而時(shí)相蒲州、蘇州兩公，其子皆中進(jìn)士，皆公同門友也。意欲要之入幕，酬以館選，而公率不應(yīng)，亦如其所以拒江陵時(shí)者。以樂留都山川，乞得南太常博士。至則閉門距躍，絕不懷半刺津上。擲書萬卷，作蠹魚其中。每至丙夜，聲瑯瑯不輟。家人笑之：“老博士何以書為？”曰：“吾讀吾書，不問博士與不博士也?！睂ひ圆┦哭D(zhuǎn)南祠部郎。部雖無所事事，而公奉職毖慎，謂兩政府進(jìn)私人而塞言者路，抗疏論之，謫粵之徐聞尉。居久之，轉(zhuǎn)遂昌令。又以礦稅事多所蹠戾②，計(jì)偕之日，便向吏部堂告歸。雖主爵留之，典選留之，御史大夫留之，而公浩然長往，神武之冠竟不可挽矣。居家，中丞惠文，郡國守令以下，干旄往往充斥巷左，而多不延接。即有時(shí)事，非公憤不及齒頰。人勸之請托，曰：“吾不能以面皮口舌博錢刀，為所不知后人計(jì)。”指床上書示之：“有此不貧矣?！惫跁鵁o所不讀，而尤攻《文選》一書，到掩卷而誦，不訛只字。于詩若文無所不比擬，而尤精西京六朝青蓮少陵氏。公又以其緒余為傳奇，若《紫簫》、《還魂》諸劇，實(shí)駕元人而上。每譜一曲，令小史當(dāng)歌，而自為之和，聲振寥廓。識(shí)者謂神仙中人云。公與予約游具區(qū)靈巖虎丘諸山川，而不能辦三月糧，逡巡中輟。然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。（選自《湯顯祖詩文集》附錄，有刪節(jié)）[注]①江陵公：指時(shí)相張居正，其為江陵人。②蹠戾：乖舛，謬誤。5．對(duì)下列加點(diǎn)詞的解釋，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．每試必雄其曹偶 雄：稱雄B．酬以館選 酬：應(yīng)酬C．以樂留都山川 樂：喜愛D．為所不知后人計(jì) 計(jì)：考慮6．下列對(duì)原文有關(guān)內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．湯顯祖持身端潔，拒絕了時(shí)相張居正的利誘，海內(nèi)士人都以結(jié)識(shí)他為榮幸。B．因?yàn)樯蠒u(píng)當(dāng)權(quán)者徇私情、塞言路，湯顯祖被貶官至廣東，做了徐聞尉。C．湯顯祖辭官回家后，當(dāng)?shù)毓賳T爭相與他交往，而湯顯祖不為私事開口求人。D．湯顯祖與鄒迪光相約三月份到江南一帶游玩，但沒準(zhǔn)備好糧食，因而作罷。7．把文中畫線的句子翻譯成現(xiàn)代漢語。（10分）（1）見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者?！保?）然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。8．請簡要概括湯顯祖讀書為文的特點(diǎn)。（4分）三、古詩詞鑒賞（11分）閱讀下面這首唐詩，完成9—10題。學(xué)諸進(jìn)士作精衛(wèi)銜石填海韓愈鳥有償冤者，終年抱寸誠?？阢暽绞?xì)，心望海波平。渺渺功難見，區(qū)區(qū)命已輕。人皆譏造次，我獨(dú)賞專精。豈計(jì)休無日，惟應(yīng)盡此生。何慚刺客傳，不著報(bào)讎名。9．本讀前六句是怎樣運(yùn)用對(duì)比手法勾勒精衛(wèi)形象的？請簡要分析。(6分)10．詩歌后六句表達(dá)了作者什么樣的人生態(tài)度？（5分）四、名句名篇默寫（8分）11．補(bǔ)寫出下列名句名篇中的空缺部分。（1）名余曰正則兮，__________________。（屈原《離騷》）（2）__________________，善假于物也。（荀子《勸學(xué)》）（3）艱難苦恨繁霜鬢，__________________。（杜甫《登高》）（4）樹林陰翳，__________________，游人去而禽鳥樂也。（歐陽修《醉翁亭記》）（5）__________________，抱明月而長終。（蘇軾《赤壁賦》）（6）浩蕩離愁白日斜，__________________。（龔自珍《己亥雜詩》）（7）道之以德，__________________，有恥且格。（《論語·為政》）（8）蓋文章，經(jīng)國之大業(yè)，__________________。（曹丕《典論·論文》）五、現(xiàn)代文閱讀（一）（15分）閱讀下面的作品，完成12~14題。表妹林斤瀾矮凳橋街背后是溪灘，那灘上鋪滿了大的碎石，開闊到叫人覺著是不毛之地。幸好有一條溪，時(shí)寬時(shí)窄，自由自在穿過石頭灘，帶來水草野樹，帶來生命的歡喜。灘上走過來兩個(gè)女人，一前一后，前邊的挎著個(gè)竹籃子，簡直有搖籃般大，里面是衣服，很有點(diǎn)分量，一路拱著腰身，支撐著籃底。后邊的女人空著兩手，幾次伸手前來幫忙，前邊的不讓。前邊的女人看來四十往里，后邊的四十以外。前邊的女人不走現(xiàn)成的小路，從石頭灘上斜插過去，走到一個(gè)石頭圈起來的水潭邊，把竹籃里的東西一下子控在水里，全身輕松了，透出來一口長氣，望著后邊的。后邊的走不慣石頭灘，盯著腳下，挑著下腳的地方。前邊的說：“這里比屋里清靜，出來走走，說說話……再呢，我要把這些東西洗出來，也就不客氣了?！闭f著就蹲下來，抓過一團(tuán)按在早鋪平好了的石板上，拿起棒槌捶打起來，真是擦把汗的工夫也節(jié)約了。看起來后邊的是客人，轉(zhuǎn)著身于看這個(gè)新鮮的地方，有一句沒一句地應(yīng)著：“水倒是清的，碧清的……樹也陰涼……石頭要是走慣了，也好走……”“不好走，一到下雨天你走走看，只怕?lián)鷶嗔四_筋。哪有你們城里的馬路好走?！薄跋掠晏煲蚕匆路?”“一下天呢，二十天呢。就是三十天不洗也不行。嗐，現(xiàn)在一天是一天的事情，真是日日清，月月結(jié)?！笨腿穗S即稱贊：“你真能干，三表妹，沒想到你有這么大本事，天天洗這么多?！敝魅宋⑽⑿χ掷锎反反虼颍炖锵蚕矚g歡的：事情多著呢。只有晚上吃頓熱的，別的兩頓都是馬馬虎虎。本來還要帶子，現(xiàn)在托給人家。不過洗完衣服，還要踏縫紉機(jī)?！笨腿似鋵?shí)是個(gè)做活的能手，又做飯又帶孩子又洗衣服這樣的日子都過過。現(xiàn)在做客人看著人家做活，兩只手就不知道放在哪里好。把左手搭在樹杈上，右手背在背后，都要用點(diǎn)力才在那里閑得住。不覺感慨起來：“也難為你，也虧得是你，想想你在家里的時(shí)候，比我還自在呢?！敝魅朔畔掳糸?，兩手一刻不停地揉搓起來：“做做也就習(xí)慣了。不過，真的，做慣了空起兩只手來，反倒沒有地方好放。鄉(xiāng)下地方，又沒有什么好玩的，不比城里?！笨腿诵睦镉行┟埽蛯W(xué)點(diǎn)見過世面的派頭，給人家看，也壓壓自己的煩惱：“說的是，”右手更加用力貼在后腰上，“空著兩只手不也沒地方放嘛。城里好玩是好玩，誰還成天地玩呢。城里住長久了，一下鄉(xiāng)，空氣真就好，這個(gè)新鮮空氣，千金難買。”單夸空氣，好比一個(gè)姑娘沒有什么好夸的，單夸她的頭發(fā)。主人插嘴問道：“你那里工資好好吧？”提起工資，客人是有優(yōu)越感的，卻偏偏埋怨道：“餓不死吃不飽就是了，連獎(jiǎng)金帶零碎也有七八十塊?！薄澳鞘亲龆嘧錾僬諛幽醚?！”“還吃著大鍋飯?！薄安蛔霾蛔鲆材昧呤?？”“鐵飯碗！”客人差不多叫出來，她得意。主人不住手地揉搓，也微微笑著?？腿说勾蚱稹氨Р黄健眮恚骸澳愫闷?，要是我，氣也氣死了，做多做少什么也不拿。”“大表姐，我們也搞承包了。我們家庭婦女洗衣店，給旅店洗床單，給工廠洗工作服都洗不過來。”“那一個(gè)月能拿多少呢？”客人問得急點(diǎn)。主人不忙正面回答，笑道：“還要苦干個(gè)把月，洗衣機(jī)買是買來了，還沒有安裝。等安裝好了，有時(shí)間多踏點(diǎn)縫紉機(jī)，還可以翻一番呢！”“翻一番是多少？”客人急得不知道轉(zhuǎn)彎。主人停止揉搓，去抓棒槌，這功夫，伸了伸兩個(gè)手指頭?？腿说哪X筋飛快轉(zhuǎn)動(dòng)：這兩個(gè)手指頭當(dāng)然不會(huì)是二十，那么是二百……聽著都嚇得心跳，那頂哪一級(jí)干部了？廠長？……回過頭來說道：“還是你們不封頂好，多勞多得嘛?！薄安贿^也不保底呀，不要打算懶懶散散混日子?！笨腿藘刹綋溥^來，蹲下來抓過一堆衣服，主人不讓，客人已經(jīng)揉搓起來了，一邊說：“懶懶散散，兩只手一懶，骨頭都要散……鄉(xiāng)下地方比城里好，空氣第一新鮮，水也碧清……三表妹，等你大侄女中學(xué)一畢業(yè)，叫她頂替我上班，我就退下來……我到鄉(xiāng)下來享幾年福，你看怎么樣？”（選自《十月》1984年第6期，有刪改）12．下列對(duì)小說相關(guān)內(nèi)容和藝術(shù)特色的賞析，不正確的一項(xiàng)是？A．小說開頭的景物描寫，以自由流動(dòng)的溪水所帶來的“水草野樹”以級(jí)“生命的歡喜”，暗示著農(nóng)村的新氣象。B．小說中“一路拱著腰身”等動(dòng)作描寫，以及“真是日日清，月月結(jié)”等語言描寫，為下文表妹承包洗衣服這件事做了鋪墊。C．表姐兩次提到鄉(xiāng)下空氣“新鮮”，第一次是出于客套，第二次提到時(shí)，表姐對(duì)農(nóng)村的好已有了更多體會(huì)。D．表妹說的“不要打算懶懶散散混日子”，既表達(dá)了自己對(duì)生活的態(tài)度，也流露出對(duì)自己得不到休息的些許不滿。13．請簡要分析表姐這一人物形象。（6分）14．小說刻畫了兩個(gè)人物，作者以“表妹”為題，表達(dá)了哪些思想感情？（6分）六、現(xiàn)代文閱讀（二）（12分）閱讀下面的作品，完成15~17題。書家和善書者沈尹默“古之善書者，往往不知筆法?！鼻叭耸沁@樣說過。就寫字的初期來說，這句話，是可以理解的，正同音韻一樣，四聲清濁，是不能為晉宋以前的文人所熟悉的，他們作文，只求口吻調(diào)利而已。筆法不是某一個(gè)人憑空創(chuàng)造出來的，而是由寫字的人們逐漸地在寫字的點(diǎn)畫過程中，發(fā)現(xiàn)了它，因而很好地去認(rèn)真利用它，彼此傳授，成為一定必守的規(guī)律。由此可知，書家和非書家的區(qū)別，在初期是不會(huì)有的。寫字發(fā)展到相當(dāng)興盛之后（尤其到唐代），愛好寫字的人們，一天比一天多了起來，就產(chǎn)生出一批好奇立異、相信自己、不大愿意守法的人，各人使用各人的手法，各人創(chuàng)立各人所愿意的規(guī)則。凡是人為的規(guī)則，它本身與實(shí)際必然不能十分相切合，因而它是空洞的、缺少生命力的，因而也就不會(huì)具有普遍的、永久的活動(dòng)性，因而也就不可能使人人都滿意地沿用著它而發(fā)生效力。在這里，自然而然地便有書家和非書家的分別了。有天分、有休養(yǎng)的人們，往往依他自己的手法，也可能寫出一筆可看的字，但是詳細(xì)監(jiān)察一下它的點(diǎn)畫，有時(shí)與筆法偶然暗合，有時(shí)則不然，尤其是不能各種皆工。既是這樣，我們自然無法以書家看待他們，至多只能稱之為善書者。講到書家，那就得精通八法，無論是端楷，或者是行草，他的點(diǎn)畫使轉(zhuǎn)，處處皆須合法，不能四號(hào)茍且從事，你只要看一看二王、歐、虞、褚、顏諸家遺留下來的成績，就可以明白的。如果拿書和畫來相比著看，書家的書，就好比精通六法的畫師的畫；善書者的書，就好比文人的寫意畫，也有它的風(fēng)致可愛處，但不能學(xué)，只能參觀，以博其趣。其實(shí)這也是寫字發(fā)展過程中，不可避免的現(xiàn)象。六朝及唐人寫經(jīng)，風(fēng)格雖不甚高，但是點(diǎn)畫不失法度，它自成為一種經(jīng)生體，比之后代善書者的字體，要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)枚?。宋代的蘇東坡，大家都承認(rèn)他是個(gè)書家，但他因天分過高，放任不羈，執(zhí)筆單鉤，已為當(dāng)時(shí)所非議。他自己曾經(jīng)說過：“我書意造本無法?！秉S山谷也嘗說他“往往有意到筆不到處”。就這一點(diǎn)來看，他又是一個(gè)道地的不拘拘于法度的善書的典型人物，因而成為后來學(xué)書人不須要講究筆法的借口。我們要知道，沒有過人的天分，就想從東坡的意造入手，那是毫無成就可期的。我嘗看見東坡畫的枯樹竹石橫幅，十分外行，但極有天趣，米元章在后邊題了一首詩，頗有相互發(fā)揮之妙。這為文人大開了一個(gè)方便之門，也因此把守法度的好習(xí)慣破壞無遺。自元以來，書畫都江河日下，到了明清兩代，可看的書畫就越來越少了。一個(gè)人一味地從心所欲做事，本來是一事無成的。但是若能做到從心所欲不逾矩（自然不是意造的矩）的程度，那卻是最高的進(jìn)境。寫字的人，也需要做到這樣。（有刪改）15．根據(jù)原文內(nèi)容，下列說法不正確的一項(xiàng)是（3分）A．善書而不知筆法，這一現(xiàn)象出現(xiàn)在寫字初期，當(dāng)時(shí)筆法還未被充分發(fā)現(xiàn)和利用。B．唐代愛好寫字的人漸多，有一批人好奇立異，自創(chuàng)規(guī)則，經(jīng)生體就是這么產(chǎn)生的。C．二王、歐、虞、褚、顏諸家都是嚴(yán)格遵守筆法的典型，他們都屬于書家的行列。D．元明清三代，書畫創(chuàng)作每況愈下，優(yōu)秀作品越來越少，與守法度的習(xí)慣被破壞有關(guān)。16．下列關(guān)于原文內(nèi)容的理解和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．在寫字過程中，那些與實(shí)際不能完全切合的人為的規(guī)則，不具有普遍的永久的活動(dòng)性，因而不能稱之為筆法。B．書與畫相似，書家之書正如畫師之畫，謹(jǐn)嚴(yán)而不失法度，而善書者之書正如文人的寫意，別有風(fēng)致。C．蘇東坡天分高，修養(yǎng)深，意造的書畫自有天然之趣，但率先破法，放任不羈，成為后世不守法度的借口。D．一味從心所欲做事是不可取的，但寫字的人如能做到“從心所欲不逾矩”，卻能達(dá)到最高的境界。17．書家和善書者的區(qū)別體現(xiàn)在哪些方面？請簡要概括。（6分）七、現(xiàn)代文閱讀（三）（12分）閱讀下面的作品，完成18~20題。天津的開合橋茅以升開合橋就是可開可合的橋，合時(shí)橋上走車，開時(shí)橋下行船，一開一合，水陸兩便，是一種很經(jīng)濟(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)。但在我國，這種橋造得很少，直到現(xiàn)在，幾乎全國的開合橋都集中在天津，這不能不算是天津的一種“特產(chǎn)”。南運(yùn)河上有金華橋，于牙河上有西河橋，海河上有全鋼橋、全湯橋、解放橋。這些都是開合橋。為什么天津有這樣多的開合橋呢？對(duì)陸上交通說，過河有橋，當(dāng)然是再好沒有了。但是河上要行船，有了橋，不但航道受限制，而且船有一定高度，如果橋的高度不變，水漲船高，就可能過不了橋。要保證船能過橋，就要在橋下預(yù)留一個(gè)最小限度的空間高度，雖在大水時(shí)期，仍然能讓最高的船通行無阻。這個(gè)最小限度的空間高度，名為“凈空”，要等于河上航行的船的可能最大高度。根據(jù)河流在洪水時(shí)期的水位，加上凈空，就定出橋面高出兩岸的高度。如果河水漲落差距特別大，如同天津的河流一樣，那么，這橋面的高度就很驚人了。橋面一高，就要在橋面和地面之間造一座有坡度的“引橋”，引橋不僅增加了橋梁的造價(jià)，而且對(duì)兩旁的房屋建筑非常不利。這在城市規(guī)劃上成了不易解決的問題。這便是水陸文通之同的一個(gè)矛盾。為了陸上交通，就要有正橋過河，而正橋就妨礙了水上交通；為了水上交通，就要有兩岸的引橋，而引橋又妨礙了陸上交通，因?yàn)樯弦龢虻能囕v有的是要繞道而行的，而引橋兩旁的房屋也是不易相互往來的。在都市里，除非長度有限，影響不大的以外，引橋總是一種障礙物，應(yīng)當(dāng)設(shè)法消除。開合橋就是消除引橋的一種橋梁結(jié)構(gòu)。天津開河橋多，就是這個(gè)原因。開合橋的種類很多，一種是“平旋橋”，把兩孔橋聯(lián)在一起，在兩孔之間的橋墩上，安裝機(jī)器，使這兩孔橋圍繞這橋墩在水面上旋轉(zhuǎn)九十度，與橋的原來位置垂直，讓出兩孔航道，上下無阻地好過船。一種“升降橋”，在一孔橋的兩邊橋墩上，各立塔架，安裝機(jī)器，使這一孔橋能在塔架間升降，就像電梯一樣，橋孔升高時(shí)，下面就可以過船了。一種是“吊旋橋”，把一孔橋分為兩葉，每葉以橋墩支座為中心，用機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)，使其臨空一頭，逐漸吊起，高離水面，這樣兩葉同時(shí)展開，就可讓出中間通道，以便行船。一是“推移橋”把一孔橋用機(jī)器沿著水平面拖動(dòng)，好像拉抽屜是一樣，以使讓出河道行船。開合橋橋面不必高出地面，不用引橋，但開時(shí)不能走車，合時(shí)不能通船，水陸交通不可同時(shí)進(jìn)行。特別是，橋在開合的過程中，既非全開，又非全合，于是在這一段時(shí)間里，水陸都不能通行，這在運(yùn)輸繁忙的都市，如何能容許呢？因此，在橋梁史上，開合橋雖曾風(fēng)行一時(shí)，但在近數(shù)十年來，就日益減少了。那么，開合橋怎樣才能更好地服務(wù)呢？應(yīng)當(dāng)說，有幾種改進(jìn)的可能：一是將橋身減輕，改用新材料，使它容易開動(dòng)；二是強(qiáng)化橋上的機(jī)器，提高效率，大大縮減開橋合橋的時(shí)間；三是利用電子儀器，使橋的開合自動(dòng)化，以期達(dá)到每次開橋時(shí)間不超過3分鐘，如同十字道口的錯(cuò)車時(shí)間一樣。這些都不是幻想，也許在不久的將來就會(huì)實(shí)現(xiàn)。（有刪改）18．下列對(duì)文中“引橋”的理解，不正確的一項(xiàng)（3分）A．引橋是建造在河的兩岸有一定坡度的橋，其作用是引導(dǎo)車輛駛上正橋。B．在設(shè)計(jì)引橋時(shí)，需要綜合考慮空間高度、橋梁造價(jià)、城市規(guī)劃等因素。C．引橋方便了水上交通，但會(huì)妨礙陸上交通，因?yàn)樯弦龢虻能囕v必須繞道。D．在都市里，長度過長、影響太大的引橋是一種障礙物，應(yīng)該設(shè)法消除。19．下列對(duì)原文內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．開合橋成為天津的“特產(chǎn)”，與天津河流水位漲落差距特別大密切相關(guān)。B．建橋時(shí)，正橋橋面高出兩岸的高度等于河流平時(shí)的水位加上橋的凈空。C．除平旋橋之外，升降橋、吊旋橋、推移橋這三種都屬于一孔橋。D．改進(jìn)開合橋的關(guān)鍵是盡可能縮減橋的開合時(shí)間，提高通行效率。20．請結(jié)合全文，概括開合橋的優(yōu)缺點(diǎn)。（6分）八、作文（70分）21．根據(jù)以下材料，選取角度，自擬題目，寫一篇不少于800字的文章；除詩歌外，文體自選。物各有性，水至淡，鹽得味。水加水還是水，鹽加鹽還是鹽。酸甜苦辣咸，五味調(diào)和，共存相生，百味紛呈。物如此，事猶是，人亦然。語文Ⅱ（附加題）一、閱讀材料，完成22～24題。（10分）題自書杜拾遺詩后徐渭余讀書臥龍山之巔，每于風(fēng)雨晦暝時(shí)，輒呼杜甫。嗟乎，唐以詩賦取士，如李杜者不得舉進(jìn)士；元以曲取士，而迄今嘖嘖于人口如王實(shí)甫者，終不得進(jìn)士之舉。然青蓮以清平調(diào)三絕寵遇明皇實(shí)甫見知于花拖而榮耀當(dāng)世彼拾遺者一見而輒阻僅博得早朝詩幾首而已余俱悲歌慷慨苦不勝述。為錄其詩三首，見吾兩人之遇，異世同軌。誰謂古今人不相及哉！22．用斜線“/”給上面文言文中的劃線部分?jǐn)嗑?。（?處）（5分）23．王實(shí)甫的雜劇代表作為《▲》，期中男女主人公是▲、▲。（3分）24．根據(jù)材料，概括文中古今人“相及”的內(nèi)涵。（2分）二、名著閱讀題。（15分）25．下列有關(guān)名著的說明，不正確的兩項(xiàng)是（5分）（選擇兩項(xiàng)且全答對(duì)得5分，選擇兩項(xiàng)只答對(duì)一項(xiàng)得2分，其余情況得0分）A．《三國演義》中，張飛在長板橋上睜圓環(huán)眼厲聲大喝，嚇退曹兵，然后迅速拆斷橋梁，以阻追兵，可見張飛十分勇猛，有很有智謀。B．《家》中，許倩如倡導(dǎo)女子剪發(fā)，帶頭剪掉自己的辮子，還以梅的遭遇來激發(fā)琴拒絕包辦婚姻，鼓勵(lì)琴做一個(gè)跟著時(shí)代走的新女性。C．《狂人日記》中，狂人說將來的社會(huì)“容不得吃人的人”，最后喊出“救救孩子”，作者借此表達(dá)了對(duì)社會(huì)變革的強(qiáng)烈渴望。D．《歐也妮·葛朗臺(tái)》中，夏爾在父親破產(chǎn)自殺后，不愿拖累心上人安奈特而寫了分手信給她，這一良善之舉讓偷看信件的歐也妮發(fā)誓要永遠(yuǎn)愛他。F．《老人與?！分校サ貋喐缃?jīng)過生死搏斗最終將大馬林魚殘骸拖回港口，有游客把它當(dāng)成了鯊魚骨，這一誤會(huì)讓小說結(jié)尾更意味深長。26．簡答題（10分）（1）《紅樓夢》“壽怡紅群芳開夜宴，死金丹獨(dú)艷理親喪”一回中，群芳行令，寶釵搖得牡丹簽，上云“任是無情也動(dòng)人”。請結(jié)合小說概括寶釵的“動(dòng)人”之處。（6分）（2）《茶館》第三幕，在得知來到茶館的“老得不像樣子了”的人是秦仲義時(shí)，王利發(fā)對(duì)他說：“正想去告訴您一聲，這兒要大改良！”這里的“大改良”指的是什么？這句話表達(dá)了王利發(fā)什么樣的情感？（4分）三、材料概括分析題（15分）閱讀材料，完成27—29題。去故宮參觀時(shí)，會(huì)看到許多監(jiān)控探頭，這屬于現(xiàn)代高科技警報(bào)系統(tǒng)。從前有沒有安全警報(bào)系統(tǒng)呢？在古代，進(jìn)入紫禁城須憑腰牌與合符，上面刻有允許入內(nèi)人員的身份信息，守衛(wèi)會(huì)當(dāng)場檢查。一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，附近白塔山上的信炮手接到放炮令牌，立即朝天開炮，衛(wèi)士們就會(huì)迅速集合。如果有人越過了外圍防御系統(tǒng)，還有一種特殊的警報(bào)裝置——石別拉。這種石別拉，材料比較簡單，利用故宮大量使用的欄板的望柱頭改造而成。望柱也稱為欄桿柱，是中國古道橋梁欄板和欄板之間的短柱，分柱身和柱頭兩部分。有的柱頭是蓮花瓣形狀，上面有二十四道紋路，象征二十四節(jié)氣。普通的蓮瓣望柱頭，本是一塊瓷實(shí)的石頭，加工成石別拉時(shí)，把望柱頭里面挖空了，就像一個(gè)空心葫蘆。這種石別柱幾乎覆蓋了整個(gè)紫禁城。需要報(bào)警時(shí)，侍衛(wèi)將三寸長的“小銅角”（一種牛角狀的喇叭）插入石孔內(nèi)，使勁吹向，通過石別拉的放大，聲音飛快傳遍四周。如果有外敵從午門入侵，午門守衛(wèi)會(huì)敲響闕亭里面的警鐘，鐘聲會(huì)傳至太和門廣場，其后各處石別拉會(huì)先后吹向，一分鐘內(nèi)，紫禁城所有位置的守衛(wèi)都能聽到警報(bào)聲。這些望柱頭形狀和紋飾未受到改變，在紫禁城內(nèi)起到了很好的裝飾作用，而通過對(duì)望柱頭開孔，制成報(bào)警器，又發(fā)揮了實(shí)用功能。歷經(jīng)數(shù)百年滄桑，有的石別拉洞口已被雜物堵上，有的在修繕過程中被新的石材替換了，盡管現(xiàn)在能夠通過文獻(xiàn)考證了解它的工作原理，但已沒人能夠把它吹響了。27．古代紫禁城的安全警報(bào)系統(tǒng)由哪些部分構(gòu)