Традиционные фарфоровые и керамические унитазы могут уйти в прошлое, если новая 3D-печатная разработка учёных из Хуачжунского университета науки и технологии (Китай) получит широкое распространение, а её ключевым преимуществом станет сверхскользкая поверхность.
Прилипшие к унитазу отходы жизнедеятельности не только неприятны для посетителей туалета и уборщиков, но и расходуют значительное количество воды, поскольку для их удаления требуется большее количество смывов.
Именно эту проблему и хотели решить учёные, создав унитаз с неприлипающим покрытием. В качестве материала они использовали смесь пластика и гидрофобных песчинок, которые были соединены с помощью лазерных технологий 3D-печати, что позволило создать конструкцию размером примерно в десятую часть от стандартного унитаза. Исследование опубликовано в журнале Advanced Engineering Materials.
В чаше используются гидрофобные частички и смазка.
Устойчивый к истиранию суперскользкий смывной унитаз [abrasion-resistant super-slippery flush toilet, ARSFT], оказался способен отталкивать синтетическую имитацию фекалий, а также различные вещества, которые испытывали учёные. Ничто не смогло зацепиться за поверхность, и всё соскальзывало вниз, как по цветкам кувшинок, которые и послужили вдохновением для создания унитаза.
«Подготовленная скользкая чаша остаётся чистой после контакта с различными жидкостями, такими как молоко, йогурт, очень липкий мёд и крахмальный гель, демонстрируя отличное отталкивание сложных жидкостей, — пишут исследователи в своей статье. — Примечательно, что даже после 1000 циклов истирания наждачной бумагой ARSFT сохраняет свои рекордные суперскользящие свойства».
Такая долговечность очень важна: неприлипающие поверхности для унитазов разрабатывались и ранее, но они имеют тенденцию изнашиваться при многократном смывании, поэтому поверхность, остающаяся скользкой, будет гораздо лучшим вариантом для замены традиционных материалов.
Метод 3D-печати позволил учёным придать поверхности некоторую пористость и добавить силиконовое масло в качестве смазки. Оба этих новшества помогли обеспечить скользкие свойства чаши.
Более того, смазку можно восполнять, чтобы чаша оставалась скользкой в течение долгого времени. По мнению учёных, для смыва и очистки потребуется меньше воды, что поможет уменьшить её расход в миллионах туалетов.
Унитаз со смывом существует всего пару столетий, но уже сегодня мы ежедневно используем более 141 млрд литров пресной воды по всему миру для смыва унитазов, что почти в шесть раз превышает суточное потребление воды в Африке.
Сегодня большая часть мира борется за доступ к чистой и безопасной воде, и эта проблема будет только усугубляться в связи с изменением климата. Инновации, подобные этой, обещают реально изменить ситуацию, но теперь необходимо разработать концепцию и расширить её масштабы.
«Концепция напечатанного объекта с превосходной стойкой к истиранию скользкой поверхностью позволит улучшить разработку сверхскользких материалов и ещё больше сэкономить потребление воды в человеческом обществе», — пишут исследователи.
