新型光滑的馬桶涂層可提供更清潔的沖洗效果 節(jié)省水

每天，僅用于沖廁的水就超過(guò)1410億升。隨著數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的全球公民面臨水資源短缺，如果將這一數(shù)量減少50%怎么辦?

今天(11月18日)在賓夕法尼亞州立大學(xué)進(jìn)行的有關(guān)自然可持續(xù)性的研究可能會(huì)存在這種可能性。

“我們的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種堅(jiān)固的生物啟發(fā)性，液體，污泥和細(xì)菌排斥性涂層，可以使馬桶自潔，”蠕蟲早期工程學(xué)教授，機(jī)械工程學(xué)副教授Tak-Sing Wong說(shuō)。生物醫(yī)學(xué)工程。

在機(jī)械工程系和材料研究所的Wong自然啟發(fā)工程實(shí)驗(yàn)室中，研究人員開發(fā)了一種方法，該方法可以顯著減少?zèng)_洗常規(guī)馬桶所需的水量，而這種水通常需要6升。

液體包裹的光滑表面(LESS)涂層由Wong實(shí)驗(yàn)室的博士研究生Wang Jing共同開發(fā)，是一種兩步噴涂法，除其他應(yīng)用外，還可以應(yīng)用于陶瓷馬桶。由分子接枝的聚合物制成的第一道噴霧是建立極其光滑和防液基礎(chǔ)的第一步。

王說(shuō)：“干燥后，第一噴劑會(huì)生長(zhǎng)出看起來(lái)像小毛發(fā)的分子，其直徑比人的細(xì)約一百萬(wàn)倍。”

雖然第一個(gè)應(yīng)用程序照原樣創(chuàng)建了非常光滑的表面，但第二個(gè)噴霧器卻在那些納米級(jí)的“毛發(fā)”周圍注入了一層薄薄的潤(rùn)滑劑，以形成超滑的表面。

王說(shuō)：“當(dāng)我們把這種涂料放在實(shí)驗(yàn)室的馬桶上，并把合成的糞便倒在上面時(shí)，它(合成的糞便)就完全滑落了，沒(méi)有東西粘在上面(廁所)。”

有了這種新穎的光滑表面，馬桶可以有效地清除馬桶內(nèi)部的殘留物，并僅用以前所需水的一小部分處理廢物。研究人員還預(yù)測(cè)，在需要重新涂抹潤(rùn)滑劑層之前，這種涂料在常規(guī)馬桶中可持續(xù)沖洗約500次。

其他注入液體的光滑表面可能需要數(shù)小時(shí)才能固化，而LESS兩步涂覆只需不到五分鐘的時(shí)間。研究人員的實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，表面能夠有效驅(qū)除細(xì)菌，尤其是那些傳播傳染病和難聞氣味的細(xì)菌。

研究人員說(shuō)，如果在美國(guó)廣泛采用，它可以將關(guān)鍵資源用于其他重要活動(dòng)，干旱地區(qū)或長(zhǎng)期缺水地區(qū)。

在這些人道主義解決方案的推動(dòng)下，研究人員還希望他們的工作能夠?qū)Πl(fā)展中國(guó)家產(chǎn)生影響。該技術(shù)可以在無(wú)水馬桶中使用，無(wú)水馬桶在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用。

Wong說(shuō)：“糞便粘在馬桶上不僅使使用者感到不舒服，而且還帶來(lái)嚴(yán)重的健康問(wèn)題。”

但是，如果無(wú)水馬桶或小便池使用了LESS涂層，研究小組預(yù)測(cè)這些類型的固定裝置將更有吸引力且更安全，可廣泛使用。

為了解決美國(guó)乃至全世界的這些問(wèn)題，Wong及其合作者Wang，Birgitt Boschitsch和Nan Sun(均為機(jī)械工程校友)開始了一家創(chuàng)業(yè)公司。

在本·富蘭克林技術(shù)合作伙伴的技術(shù)促進(jìn)者，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，能源部，海軍研究辦公室，賴斯商業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽以及Y-Combinator的支持下，他們的公司SpotLESS Materials已經(jīng)將LESS涂料應(yīng)用于市場(chǎng)。

Wong說(shuō)：“我們的目標(biāo)是將有影響力的技術(shù)推向市場(chǎng)，使每個(gè)人都能受益。” “為了最大程度地發(fā)揮我們涂層技術(shù)的影響力，我們需要將其帶出實(shí)驗(yàn)室。”

展望未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)希望Spotlessless Materials將在維持世界水資源和繼續(xù)擴(kuò)大其技術(shù)范圍方面發(fā)揮作用。

Wong說(shuō)：“作為學(xué)術(shù)研究人員，我的目標(biāo)是發(fā)明每個(gè)人都可以受益的東西。” “作為賓夕法尼亞州立州立大學(xué)，我看到這種文化通過(guò)企業(yè)家精神得到放大，我很高興能做出貢獻(xiàn)。”