美国科学家发明超光滑涂层,阻止粪便粘马桶,可防异味节省用水

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据英国《卫报》11月18日报道,美国科学家们发明了一种超级光滑的涂层,这种涂层可以防止粪便粘在马桶上。

测试表明,这种喷涂涂层比特氟龙更滑,甚至能将顽固粪便的黏附力降低90%。

宾夕法尼亚州立大学的研究人员认为,这种涂层不仅可以减少家庭用水量,还能防止异味和致病细菌在厕所内积聚。

宾夕法尼亚州立大学的Tak-Sing Wong在接受《卫报》采访时表示:“粪便很容易从我们的涂层表面滑落。”

2015年,克兰菲尔德大学的研究人员联系Wong寻求帮助时,Wong对肮脏的厕所产生了兴趣。他们当时正在设计一种供发展中国家使用的厕所,但他们发现很多臭气熏天的粪便残渣会堆积在马桶表面。

“我的研究小组专注于开发高滑涂层,以此来打败具有粘性的物质,”Wong解释道。

在接下来的几年里,Wong和他的团队开发了一种涂层,他们称之为“液体固化的光滑表面”。它有两个部分,基础层附着在马桶上,有突出的“纳米毛发”,每一根比人的头发细十亿倍。

在此基础上,他们还添加了一层精细的硅油涂层,该涂层是为了固定基底层。涂上一层只需不到5分钟。

在设计出这种涂层后,研究人员开始了一系列令人大开眼界的测试。首先,他们从南非得到了一批不同浓度的粪便。

为了模拟粪便自由落体,他们将样本从40厘米的高度丢到45度角的测试板上。然后,在混合了荧光染料的材料的帮助下,他们测量了去除假粪便和任何可见痕迹的需水量。科学家们发现,与玻璃板相比,涂层表面节约了90%的水。

接下来,研究人员还建造了一个装置,将来自三个匿名捐赠者的真实人类粪便滴到一个由厕所陶瓷、聚四氟乙烯、硅树脂和科学家的涂层制成的水平板上。

当粪便落在平板上后,研究人员会将平台松开,让它像活板门一样向下摆动,观察情况。

在《自然可持续性》(Nature Sustainability)杂志上发表的文章中,Wong描述了不同表面的粘附性,只有较少涂层能摆脱粘性物质。

进一步的测试表明,科学家们的涂层比传统的马桶表面更好地防止细菌在马桶里滋生。尽管这种涂层足够稳定,可以承受500次冲水。但一项模拟排尿的测试发现,涂层在50次排尿后开始失效。

Wong表示,每天有超过1410亿升的淡水被用来冲厕所,几乎是非洲每日用水量的六倍。由于世界各地数百万人面临严重的缺水问题,他希望减少厕所用水量能够帮助缓解这一问题。

“人们在生活中会对不粘锅比较熟悉,在这一发明的背后,也运用了一种解决粘性问题的类似方法。”伦敦大学学院材料与社会教授马克·米奥多尼克说:“这次的问题不是鸡蛋粘在炒锅上,而是粪便粘在便盆上。”

“正如这篇论文所显示,不仅厕所用水能够减少,卫生情况也能有所改善。但我有一个担心,我相信科学家们在做进一步研究的时候会解决这个问题,那就是涂层在使用过程中会发生什么变化——如果在全球范围内采用这些化学物质,会对环境产生怎样的影响?”

来源:英国英鸟

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