Новый, до смешного скользкий унитаз может предотвратить прилипание фекалий, сообщают ученые

Jun 20, 2023

Ученые создали крошечную модель нового, невероятно скользкого унитаза, к которому не должны прилипать какашки.

Новый скользкий материал унитаза устойчив к липкости синтетических фекалий с различным содержанием влаги. (Видео предоставлено: Дополнительные материалы от Ли и др., 2023 г., DOI: 10.1002/adem.202300703)

Невероятно скользкий унитаз, напечатанный на 3D-принтере, не пачкается и требует меньше воды для смыва, чем обычный унитаз, говорят ученые. Может ли уборка туалетов стать рутиной прошлого?

На данный момент эта концепция является всего лишь прототипом, но исследователи работают над тем, как в конечном итоге вывести эту умную химию на рынок. На данный момент исследователи напечатали только крошечную модель унитаза, высота которой составляет примерно одну пятую высоты типичного фарфорового трона, и проверили ее гладкость, подвергая ее поверхность воздействию йогурта, меда, крахмалистого геля и искусственных какашек, а не настоящие вещи.

Изобретение туалета со смывом произвело революцию в нашем образе жизни, но за эту инновацию пришлось заплатить: а именно, 37 миллиардов галлонов (141 миллиард литров) воды смывается в день во всем мире, пишут исследователи в своей недавней статье, опубликованной 5 августа в журнале. журнал «Передовые инженерные материалы». И часто возникает другая проблема: даже всей этой промывки недостаточно, чтобы удалить все экскременты из миски.

Бин Су, главный исследователь Хуажонгского университета науки и технологий в Китае, и его команда ученых-материаловедов, возможно, нашли решение этих проблем.

Связанный:Куда деваются все наши какашки?

В своем исследовании исследователи сообщили, что их устойчивый к истиранию суперскользкий смывной унитаз, или ARSFT, напечатанный на 3D-принтере, полностью устойчив к загрязнению различными жидкостями, включая молоко, мутную воду и даже синтетические фекалии. И в отличие от других скользких унитазов, ARSFT сохраняет скользкость даже после интенсивного и многократного использования.

Команда черпала вдохновение в тропических кувшинчатых растениях (Непентес), плотоядных растениях, которые ловят добычу в чашечках с листьями, похожими на вазы; Чтобы направить добычу в ловушки, растения выделяют скользкое смазочное вещество. Аналогичным образом исследователи покрыли поверхность унитаза жирным маслом, которое помогало сливать отходы вниз и из унитаза.

«Когда загрязнения падают на поверхность, они сначала сталкиваются со смазочной пленкой, а не с самой поверхностью, что может значительно снизить адгезию», — пишут авторы исследования.

На химическом уровне эта скользкость обусловлена ​​свойством материала, называемым «гидрофобностью», которое является мерой того, насколько хорошо материал отталкивает воду. Человеческие отходы имеют высокое содержание влаги, поэтому гидрофобная поверхность поможет предотвратить прилипание фекалий.

Используя технику, называемую селективным лазерным спеканием и 3D-печатью, команда сплавила пластиковые зерна и гидрофобный песок, чтобы получить твердую оболочку унитаза. Спекание — это химический процесс, который уплотняет и объединяет два типа твердых веществ, не плавя их вместе; что важно, это создает пористую структуру со множеством крошечных промежутков между твердыми частицами. Исследователи заполнили эти отверстия обычным смазочным маслом, которое распространилось по всей конструкции и покрыло весь унитаз.

Поскольку смазочное масло хранится по всему унитазу, благодаря пористой структуре любое масло, потерянное с поверхности, быстро восполняется из более глубоких слоев материала, что позволяет унитазу сохранять свои сверхскользкие свойства. Даже интенсивное механическое истирание, например, вызванное чрезмерным использованием туалетной щетки, не уменьшает скользкости, поскольку материал быстро самовосстанавливается, переставляя масло на вновь открытую поверхность. Команда проверила это, протерев мини-туалет 1000 раз наждачной бумагой.

— На видео с лазерной подсветкой открытые туалеты выбрасывают шлейфы аэрозоля «как ракета».

— Чем люди пользовались до изобретения туалетной бумаги?

— Фекалии из иерусалимских туалетов возрастом 2500 лет содержат древнейшие свидетельства дизентерийного паразита.