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冲完厕所,便便还粘在马桶壁上,怎么办?

果壳网 11-22

说个难以启齿的问题:冲完厕所之后,如果便便还粘在马桶壁上,应该怎么办?

再冲一次,好像太浪费水;不冲又实在影响观感,还不卫生……

关于这个难题,来自宾夕法尼亚州立大学的黄得胜团队,最近研发出了一种叫做 LESS 的超滑涂层。在涂了这种材料的马桶上,便便可以柔顺地滑落,几乎不留下痕迹。

这种 LESS(liquid entrenched smooth surface,液体固定的光滑表面)涂层,可以帮助便便顺利滑落 | Pixabay

这个实验有味道

想要研究便便容不容易被冲掉,第一个问题是——该用什么当实验材料?

一开始,实验并没有那么重口味,研究者用酵母、花生油和味增等合成了一种 "人造便便"。而且,为了模拟得更真实,这些 " 人造便便 " 的黏稠度各有不同。毕竟生活经验告诉我们,有些便便的确更容易粘附在马桶上。

实验首先在马桶中进行。在有 LESS 涂层的马桶里,蓝色的染色水和人造便便都能顺畅地滑落;而在目前比较好用的釉面材料上,它们就这么黏在那里了……

左滑查看马桶演示的结果

图 1 为人造便便,图 2 为染色水

左侧马桶喷涂了 LESS,右侧为传统的釉面材料

这种简单的演示还不够严谨,他们又做了进一步的定量研究。这次用的不是马桶,而是喷了涂料的玻璃板。

他们将样品从 40 厘米高掉落至倾斜 45 度的玻璃板上,然后清除板上的便便痕迹。结果发现,相比于普通的玻璃板,在涂了 LESS 涂料的玻璃板上清除痕迹,需要的水少了 90%

此外,他们还用陶瓷板做了演示,左滑查看实验结果

先让人造便便掉落到板上(图 1),再用水冲下(图 2)

左侧为没有涂层的陶瓷板,3 倍速处理;右侧喷涂 LESS,仅 2 倍速

为了科研,他们最终还是用了真实的便便。这些便便来自三名志愿者;研究人员测试了它们在不同表面上滑落的能力。

只有在 LESS 涂层玻璃上,便便样品能够滑落,而且没有留下明显的残留物。在其他三种用于对照的材料上,包括典型的厕所材料釉面陶瓷、用于不粘锅涂层的特氟龙和常用作绝缘漆的硅树脂,便便几乎纹丝不动。

左滑查看真 · 便便实验结果

便便以相同高度掉落到水平面上,随后释放平面使其垂直

图 1 为釉面陶瓷,图 2 为特氟龙,图 3 为硅树脂,图 4 为 LESS 涂料

马桶冲水背后有大问题

研究者使用的这种 LESS 涂层,由两种涂料组成,使用时需要进行两次喷涂。

第一层喷雾形成了与抽水马桶相连的基层,这是一层凸出的 " 纳米毛 ",每根都比人的头发细 10 亿倍。在此基层之上,第二次喷雾填充了 " 纳米毛 " 之间的空隙,形成一层极为光滑的精细表面,这层表面使得液体、污泥和细菌更容易滑落。

LESS 的两层涂料

整个喷涂过程不超过五分钟,普通家庭也可以自行使用。以往类似的材料需要几个小时,容易喷涂这一点也成了 LESS 的优势。

不过,这种涂层并非永久有效。虽然第一层涂料不会脱落,但第二层只能够持续 500 次。对于一个四口之家,大概每两周需要重新喷涂第二层。

这个研究结果发表在《自然 · 可持续性》上。黄得胜团队一直以来以开发高度清爽、能排斥黏性物质的涂料而闻名;2015 年,他们开始关注发展中国家的卫生问题,希望能研发出某种涂料,保持马桶的清洁。

黄得胜团队 | spotlessmaterials.com

关注马桶冲水的问题,不仅仅是为了化解尴尬,更重要的是背后的缺水和卫生问题。每天,世界上用来冲洗厕所的淡水多达 1410 亿升,这几乎是非洲每日用水量的六倍。在一些严重缺水的地方,用这么多水来冲厕所是一件非常奢侈的事情;但不冲的话,残留的便便和尿液不仅会带来难闻的气味,其中的细菌还会传播疾病。

现在,有了 LESS 涂层,不仅可以省下不少冲马桶的水,还能够更好地防止细菌滋生,改善厕所的卫生条件。

在官网上,这样一瓶 30 毫升的涂料需要 15 美元 | spotlessmaterials.com

目前,LESS 已经走出了实验室,可以直接在网上购买。研究人员希望,这种涂层可以被广泛应用,从而缓解某些地方的缺水和卫生问题。

参考文献

[ Wang, J., Wang, L., Sun, N. et al. Viscoelastic solid-repellent coatings for extreme water saving and global sanitation. Nat Sustain ( 2019 ) doi:10.1038/s41893-019-0421-0

作者:Charles

编辑:麦麦,luna

一个 AI

有人将这种涂层比作不粘锅——要让便便不粘上马桶,就像是让鸡蛋别粘在锅上(:

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