Инженеры представили сверхскользкий унитаз почти без воды

Невероятно скользкий унитаз с 3D-печатью не пачкается и требует меньше воды для смыва, чем обычный. Может ли с ним чистка унитаза уйти в прошлое?

На данный момент концепция является всего лишь прототипом, но инженеры работают над тем, как в конечном итоге вывести ее на рынок. Пока исследователи напечатали только крошечную модель унитаза, высота которого составляет примерно пятую часть высоты обычного фарфорового трона, и они проверили его скользкость, обработав поверхность йогуртом, медом, крахмалистым гелем и поддельными фекалиями.

Изобретение унитаза со смывом произвело революцию в нашем образе жизни, но инновация обошлась дорого: 141 миллиард литров воды, сливаемой в день во всем мире, говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Engineering Materials. И часто возникает другая проблема: даже всего этого смывания недостаточно, чтобы удалить грязь со стенок из унитаза.

Бин Су, главный исследователь из Университета науки и технологии Хуачжун в Китае, и его команда материаловедов, возможно, нашли решение этих проблем.

В своем исследовании исследователи сообщили, что их сверхскользкий унитаз, стойкий к истиранию, или ARSFT, полностью устойчив к загрязнению различными жидкостями, включая молоко, мутную воду и даже синтетические фекалии. И в отличие от других скользких унитазов, ARSFT сохраняет свою скользкость даже после интенсивного и многократного использования.

Команда черпала вдохновение в тропических кувшинных растениях (Nepenthes), плотоядных растениях, которые захватывают добычу в вазообразные чашечки из листьев; чтобы помочь направить добычу в свои ловушки, растения выделяют скользкое смазывающее вещество. Аналогичным образом исследователи покрыли поверхность унитаза жирным маслом, которое помогло отводить отходы вниз и из унитаза.

"Когда загрязняющие вещества попадают 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 показателем того, насколько хорошо материал отталкивает воду. В отходах жизнедеятельности человека высокое содержание влаги, поэтому гидрофобная поверхность поможет предотвратить их прилипание.

Используя технологию, называемую селективной лазерной спекающей 3D-печатью, команда сплавила пластиковые зерна и разновидность гидрофобизированного песка, чтобы создать прочную поверхность унитаза. Спекание - это химический процесс, который уплотняет и объединяет два типа твердых частиц, не расплавляя их вместе; важно отметить, что при этом создается пористая структура с множеством крошечных промежутков между твердыми частицами. Исследователи заполнили эти отверстия, используя обычное смазочное масло, которое распределилось по всей конструкции, покрывая весь унитаз.

Поскольку смазочное масло хранится внутри унитаза, благодаря пористой структуре оно быстро восполняет израсходованное с поверхности, что позволяет унитазу сохранять свои свойства сверхскользкости. Даже интенсивное механическое истирание, подобное тому, которое вызвано чрезмерным усердием при чистке щеткой для унитаза, не уменьшает скользкость, потому что материал быстро самовосстанавливается при перемешивании масла с недавно открытой поверхностью. Команда проверила это, 1000 раз почистив свой мини-туалет наждачной бумагой.

Но, хотя новый гладкий унитаз обещает предотвратить появление неприглядных следов скольжения на унитазе, пройдет некоторое время, прежде чем вы увидите один из них в вашем местном хозяйственном магазине.

Крошечный унитаз команды имел размеры всего 8 сантиметров в высоту, 12 см в глубину и 3,4 8,8 см в ширину, поэтому его, очевидно, нужно будет сделать больше. 3D-печать также может быть заведомо дорогой, поэтому дешевое производство этих унитазов также может оказаться непростой задачей.