科学家说,一个非常光滑的3D打印厕所不会变脏,而且比普通厕所需要更少的水冲洗。清洁厕所会成为过去的家务事吗
目前,这个概念只是一个原型,但研究人员正在研究如何最终将这种聪明的化学物质推向市场。到目前为止,研究人员只打印了一个马桶的小模型,这个模型的高度大约是典型瓷王座的五分之一,他们通过将马桶表面暴露在酸奶、蜂蜜、淀粉凝胶和假便便中来测试它的光滑度,而不是真的
冲水马桶的发明彻底改变了我们的生活方式,但这项创新是有代价的:研究人员在8月5日发表在《高级工程材料》杂志上的最新论文中写道,即全球每天冲洗370亿加仑(1410亿升)的水。通常,还有另一个问题:即使是所有的冲洗也不足以清除碗里的所有排泄物
中国华中科技大学的首席研究员苏斌和他的材料科学家团队可能已经找到了解决这些问题的方法
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在他们的研究中,研究人员报告说,他们的3D打印耐磨超滑抽水马桶(ARSFT)完全不受各种液体的污染,包括牛奶、泥水甚至合成粪便。与其他湿滑的厕所不同,ARSFT即使在大量重复使用后也能保持其光滑性
该团队的灵感来自热带猪笼草(猪笼草),这种食肉植物用花瓶状的叶杯捕获猎物;为了帮助猎物进入陷阱,植物会分泌一种光滑的润滑物质。同样,研究人员在马桶表面涂上了一层油腻的油,这有助于将垃圾从碗中排出
研究作者写道:“当污染物落到表面时,它们首先会遇到润滑剂膜,而不是表面本身,这会大大降低粘附力。”
在化学层面上,这种滑溜性源于一种称为“疏水性”的材料特性,这是衡量材料防水程度的指标。人类排泄物的水分含量很高,因此疏水表面将有助于防止粪便粘附
该团队使用一种名为选择性激光烧结3D打印的技术,将塑料颗粒和一种疏水性沙子融合在一起,制成马桶的固体外壳。烧结是一种化学过程,它将两种类型的固体压实并结合在一起,而不将它们熔化在一起;重要的是,这创造了一个多孔结构,在固体颗粒之间有许多微小的间隙。研究人员使用一种普通的润滑油填充这些洞,这种润滑油遍布整个结构,覆盖整个厕所
由于润滑油储存在整个马桶中,由于多孔结构,从表面损失的任何油都会从材料的深处迅速补充,使碗能够保持其超滑性能。即使是剧烈的机械磨损—就像用马桶刷过度用力擦洗造成的那样—不会减少滑腻感,因为这种材料会通过将油涂抹在新暴露的表面上而迅速自愈。研究小组通过用砂纸擦洗他们的迷你厕所1000次来测试这一点
2024-01-20
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