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新型光滑的马桶涂层可提供更清洁的冲洗效果

每天,仅用于冲厕的水就超过1410亿升。随着数以百万计的全球公民面临水资源短缺,如果将这一数量减少50%怎么办?

今天(11月18日)在宾夕法尼亚州立大学进行的有关自然可持续性的研究可能会存在这种可能性。

“我们的团队开发了一种坚固的生物启发性,液体,污泥和细菌排斥性涂层,可以使马桶自洁,”蠕虫早期工程学教授,机械工程学副教授Tak-Sing Wong说。生物医学工程。

在机械工程系和材料研究所的Wong自然启发工程实验室中,研究人员开发了一种方法,该方法可以显着减少冲洗常规马桶所需的水量,而这种水通常需要6升。

液体包裹的光滑表面(LESS)涂层由Wong实验室的博士研究生Wang Jing共同开发,是一种两步喷涂法,除其他应用外,还可以应用于陶瓷马桶。由分子接枝的聚合物制成的第一道喷雾是建立极其光滑和防液基础的第一步。

王说:“干燥后,第一喷剂会生长出看起来像小毛发的分子,其直径比人的细约一百万倍。”

虽然第一个应用程序照原样创建了非常光滑的表面,但第二个喷雾器却在那些纳米级的“毛发”周围注入了一层薄薄的润滑剂,以形成超滑的表面。

王说:“当我们把这种涂料放在实验室的马桶上,并把合成的粪便倒在上面时,它(合成的粪便)就完全滑落了,没有东西粘在上面(厕所)。”

有了这种新颖的光滑表面,马桶可以有效地清除马桶内部的残留物,并仅用以前所需水的一小部分处理废物。研究人员还预测,在需要重新涂抹润滑剂层之前,这种涂料在常规马桶中可持续冲洗约500次。

其他注入液体的光滑表面可能需要数小时才能固化,而LESS两步涂覆只需不到五分钟的时间。研究人员的实验还发现,表面能够有效驱除细菌,尤其是那些传播传染病和难闻气味的细菌。

研究人员说,如果在美国广泛采用,它可以将关键资源用于其他重要活动,干旱地区或长期缺水地区。

在这些人道主义解决方案的推动下,研究人员还希望他们的工作能够对发展中国家产生影响。该技术可以在无水马桶中使用,无水马桶在世界范围内得到广泛使用。

Wong说:“粪便粘在马桶上不仅使使用者感到不舒服,而且还带来严重的健康问题。”

但是,如果无水马桶或小便池使用了LESS涂层,研究小组预测这些类型的固定装置将更有吸引力且更安全,可广泛使用。

为了解决美国乃至全世界的这些问题,Wong及其合作者Wang,Birgitt Boschitsch和Nan Sun(均为机械工程校友)开始了一家创业公司。

在本·富兰克林技术合作伙伴的技术促进者,美国国家科学基金会,能源部,海军研究办公室,赖斯商业计划竞赛以及Y-Combinator的支持下,他们的公司SpotLESS Materials已经将LESS涂料应用于市场。

Wong说:“我们的目标是将有影响力的技术推向市场,使每个人都能受益。”“为了最大程度地发挥我们涂层技术的影响力,我们需要将其带出实验室。”

展望未来,该团队希望Spotlessless Materials将在维持世界水资源和继续扩大其技术范围方面发挥作用。

Wong说:“作为学术研究人员,我的目标是发明每个人都可以受益的东西。”“作为宾夕法尼亚州立州立大学,我看到这种文化通过企业家精神得到放大,我很高兴能做出贡献。”

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