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Aug 10, 2023

新しい、とんでもなく滑りやすい便器はうんちの付着を防ぐ可能性があると科学者が報告

科学者たちは、うんちが付着すべきではない、信じられないほど滑りやすい新しいトイレの小さなモデルを作成しました。 合成うんちのベタつきに強く、滑りにくい新素材の便器です。

科学者たちは、うんちが付着すべきではない、信じられないほど滑りやすい新しいトイレの小さなモデルを作成しました。

滑りやすい新素材の便器は、含水率の異なる合成うんちのベタつきに強い。 (ビデオクレジット: Li et al. 2023 DOI:10.1002/adem.202300703 の補足資料)

信じられないほど滑りやすい3Dプリントトイレは汚れず、流すのに必要な水の量も一般的なトイレよりも少ないと科学者らは言う。 トイレ掃除は過去の家事になるのでしょうか？

現時点では、このコンセプトは単なるプロトタイプですが、研究者たちは、この賢い化学を最終的に市場に投入する方法に取り組んでいます。 これまでのところ、研究者らは典型的な磁器の玉座の高さの約5分の1の小さなトイレの模型だけを印刷し、その表面をヨーグルト、蜂蜜、でんぷん質のゲル、偽のうんちではなく、表面にさらして滑らかさをテストした。本物のもの。

水洗トイレの発明は私たちの生活様式に革命をもたらしましたが、その革新には代償が伴いました。つまり、世界中で 1 日に 370 億ガロン (1,410 億リットル) の水が流されるということです。ジャーナル「Advanced Engineering Materials」。 そして、多くの場合、別の問題が発生します。すべての水を流しても、ボウル内のすべての排泄物を除去するには十分ではありません。

中国の華中科技大学の主任研究員であるビン・スー氏と彼の材料科学者チームは、これらの問題の解決策を見つけたかもしれない。

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研究者らは研究の中で、3Dプリントされた耐摩耗性の超滑りやすい水洗トイレ（ARSFT）は、牛乳、泥水、さらには合成糞便を含むさまざまな液体による汚れに対して完全に耐性があると報告した。 また、他の滑りやすいトイレとは異なり、ARSFT は頻繁に繰り返し使用した後でも滑りやすさを維持します。

研究チームは、花瓶のような葉っぱのカップで獲物を捕らえる食虫植物である熱帯の食虫植物 (ウツボカズラ) からインスピレーションを得ました。 獲物を罠に誘導するのを助けるために、植物は滑りやすい潤滑物質を分泌します。 同様に、研究者らはトイレの表面を脂っこい油でコーティングし、汚物を便器から下に流し出しやすくした。

「汚染物質が表面に落ちると、汚染物質はまず表面そのものではなく潤滑膜に接触し、付着力が大幅に低下する可能性がある」と研究著者らは書いている。

化学レベルでは、この滑りやすさは「疎水性」と呼ばれる材料特性に由来しており、これは材料がどれだけ水をはじくかを示す尺度です。 し尿には水分が多く含まれているため、表面を疎水性にするとうんちの付着を防ぐことができます。

選択的レーザー焼結 3D プリンティングと呼ばれる技術を使用して、チームはプラスチック粒子と一種の疎水性砂を融合させ、トイレの固体シェルを製造しました。 焼結は、2 種類の固体を溶かさずに圧縮して結合する化学プロセスです。 重要なのは、これにより、固体粒子間に多くの小さな隙間を持つ多孔質構造が作成されるということです。 研究者らは、トイレ全体を覆うために構造全体に広がる一般的な潤滑油を使用してこれらの穴を埋めました。

多孔質構造により便器全体に潤滑油が滞留するため、表面から失われた油分が素材の深部から速やかに補給され、優れた滑り性を維持します。 トイレブラシで過度にこすり洗いすることによるような激しい機械的摩耗でも、この素材は新たに露出した表面に油をシャッフルすることですぐに自己修復するため、滑りやすさは低下しません。 チームはミニトイレをサンドペーパーで 1,000 回こすってこれをテストしました。

—レーザー照射されたビデオで、覆われていないトイレから「ロケットのように」エアロゾルプルームが噴出する

――トイレットペーパーが発明される前、人々は何を使っていましたか？

―エルサレムのトイレから出た2,500年前のうんこには、赤腸寄生虫の最古の証拠が含まれている