作者 David Nield
翻译 杨梦
编辑 魏潇
超顺滑马桶ARSFT对不同含水量模拟粪便的防污性能展示来源：论文补充材料
近日，华中科技大学的科学家们研发了一种新型3D打印设计材料，其主要优点是拥有超顺滑的表面。一旦流行起来，传统的陶瓷马桶可能就要被淘汰了。
粘在马桶上的便便不仅让上厕所的人和清洁工都感觉不舒服，而且还浪费了大量的水，因为需要冲很多次水才能把这些东西冲走。
科学家们想通过制造不粘马桶来解决这个问题。他们使用塑料和疏水性沙粒的混合物作为材料，再用激光3D打印技术将其融合在一起，做出了一个尺寸约为标准马桶的十分之一大小的设计样品。
这种马桶使用了疏水性颗粒材料和一种润滑剂 来源：论文
科学家们测试了这种耐磨的超顺滑冲水马桶（ARSFT），证明了它与合成粪便和其他多种物质都互斥。没有任何东西能够粘在它的表面，所有物质都会直接滑下去，就像给厕所设计带来灵感的那种滑溜溜的猪笼草。
研究人员在已发表的论文中写道：“所制备的ARSFT在与牛奶、酸奶、高粘性蜂蜜和淀粉凝胶混合粥等各种液体接触后仍保持清洁，表现出对复杂流体的优异排斥性。”
这种材料与牛奶、酸奶、高粘性蜂蜜和淀粉凝胶混合粥等各种液体接触后仍保持清洁 来源：论文补充材料
“值得注意的是，即使在被砂纸打磨了1000次之后，ARSFT仍能保持其破纪录的超滑性能。”
被砂纸打磨后也能保持顺滑的 ARSFT 来源：论文补充材料
这种耐用性很重要：不沾马桶表面以前就开发过，但它们往往会因反复冲水而磨损，因此能够维持光滑性的材料是替代传统材料的更好选择。3D打印技术使科学家能够为表面引入一些孔隙，并在其中添加硅油作为润滑剂。这两项创新都有助于提高马桶的不粘特质。
更重要的是，随着时间的推移，可以通过补充润滑剂来保持马桶的超顺滑性能。科学家们表示，冲洗和清洁所需的水将减少。如果这种马桶的使用数量达到百万级，节约下来的水量将十分可观。
冲水马桶仅仅出现了几个世纪，但现在在全球范围内，我们每天使用超过1410亿升的淡水来冲马桶，这几乎是非洲日均用水量的六倍。
如今，世界大部分地区都在竭力寻求安全、清洁的水资源，这个问题只会因气候变化而加剧。诸如此类的创新有望带来真正的改变，但这一概念目前亟需发展和推广。
研究人员在论文中写道：“3D打印物具备优异的的防滑耐磨能力，这一概念将促进超顺滑材料的发展，并将进一步节省人类社会的用水量。”
这项研究已经发表在了期刊《先进工程材料》（Advanced Engineering Materials）上。
原文链接：
论文信息
【标题】Abrasion-Resistant and Enhanced Super-Slippery Flush Toilets Fabricated by a Selective Laser Sintering 3D Printing Technology
【作者】Yike Li, Zhenhua Wu, Congcan Shi, Yizhuo Xu, Aotian Chen, Bin Su
【期刊】Advanced Engineering Materials
【日期】05 August 2023
【DOI】
【摘要】Flush toilets waste a significant amount of water every day due to the unavoidable adhesions between human waste and the toilet surfaces。 Super-slippery surfaces can repel complex fluids and various viscoelastic solids, however, are easily broken by mechanical abrasions。 Herein, the fabrication of an abrasion-resistant super-slippery flush toilet (ARSFT) is reported using a selective laser sintering 3D printing technology。 Unlike traditional super-slippery surfaces with limited thicknesses which can be easily worn away, the powder-sintered strategy endows the ARSFT not only with a self-supporting 3D complex shape but also with a porous structure that can accommodate considerable lubricants for an abrasion-resistant super-slippery property。
As a result, the as-prepared ARSFT remains clean after contacting with various liquids such as milk, yogurt, highly sticky honey, and starch gel mixed congee, demonstrating excellent repellence to complex fluids。 Besides liquids, the ARSFT exhibits a high resistance to sticky synthetic feces。 Notably, even after being abraded to 1,000 cycles of abrasion using sandpaper, the ARSFT maintains its record-breaking super-slippery capability。 The concept of the 3D-printed object with a superior abrasion-resistant slippery ability will improve the development of super-slippery materials and further save water consumption in the human society。
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