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Aug 10, 2023

터무니없이 미끄러운 새로운 변기가 똥이 달라붙는 것을 막을 수 있다고 과학자들이 보고했습니다.

과학자들이 똥이 들러붙어서는 안 되는 새롭고 믿을 수 없을 정도로 미끄러운 변기의 작은 모델을 만들었습니다. 합성똥의 끈적임에 강한 미끄러운 신소재 변기

과학자들이 똥이 들러붙어서는 안 되는 새롭고 믿을 수 없을 정도로 미끄러운 변기의 작은 모델을 만들었습니다.

수분 함량이 다른 합성 똥의 끈적임에 강한 미끄러운 신소재 변기입니다. (비디오 출처: Li et al. 2023 DOI:10.1002/adem.202300703의 보충 자료)

믿을 수 없을 정도로 미끄러운 3D 프린팅 변기는 더러워지지 않으며 일반적인 변기보다 물을 내리는 데 더 적은 물이 필요하다고 과학자들은 말합니다. 화장실 청소가 과거의 일이 될 수 있을까요?

현재 이 개념은 단지 프로토타입일 뿐이지만 연구자들은 궁극적으로 이 영리한 화학 물질을 시장에 출시할 수 있는 방법을 연구하고 있습니다. 지금까지 연구자들은 일반적인 도자기 왕좌 높이의 약 5분의 1에 해당하는 아주 작은 변기 모형만을 인쇄했으며 변기의 표면을 요구르트, 꿀, 전분 젤, 가짜 똥에 노출시켜 매끄러운 정도를 테스트했습니다. 진짜 물건.

수세식 변기의 발명은 우리 생활 방식에 혁명을 일으켰지만 그 혁신에는 대가가 따랐습니다. 즉, 전 세계적으로 하루에 370억 갤런(1410억 리터)의 물이 흘러내린다고 연구자들은 8월 5일에 발표한 최근 논문에서 썼습니다. 저널 Advanced Engineering Materials. 그리고 종종 또 다른 문제가 있습니다. 그 모든 세척조차도 그릇의 모든 배설물을 제거하기에 충분하지 않습니다.

중국 화중과학기술대학교(Huazhong University of Science and Technology)의 수석 연구원인 Bin Su와 그의 재료 과학자 팀은 이러한 문제에 대한 해결책을 찾았을 것입니다.

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연구에서 연구원들은 3D 프린팅된 내마모성 슈퍼 미끄러운 수세식 변기(ARSFT)가 우유, 흙탕물, 심지어 합성 배설물을 포함한 다양한 액체로 인한 오염에 완전히 저항한다고 보고했습니다. 그리고 다른 미끄러운 변기와 달리 ARSFT는 무겁고 반복적인 사용에도 미끄러짐을 유지합니다.

팀은 꽃병 모양의 잎 컵에 먹이를 잡는 식충 식물인 열대 투수 식물(Nepenthes)에서 영감을 얻었습니다. 먹이를 함정으로 보내기 위해 식물은 미끄러운 윤활 물질을 분비합니다. 마찬가지로 연구자들은 변기의 표면을 기름기가 많은 기름으로 코팅하여 배설물을 그릇 밖으로 배출하는 데 도움을 주었습니다.

"오염 물질이 표면에 떨어지면 표면 자체가 아닌 윤활제 필름을 먼저 만나 접착력이 크게 저하될 수 있습니다."라고 연구 저자는 썼습니다.

화학적 수준에서 이러한 미끄러움은 물질이 물을 얼마나 잘 밀어내는지를 나타내는 척도인 "소수성"이라는 물질 특성에서 비롯됩니다. 분뇨는 수분 함량이 높기 때문에 소수성 표면이 똥이 달라붙는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

연구팀은 선택적 레이저 소결 3D 프린팅이라는 기술을 사용하여 플라스틱 알갱이와 일종의 소수성 모래를 융합하여 변기의 견고한 껍질을 만들었습니다. 소결은 두 가지 유형의 고체를 함께 녹이지 않고 압축하고 결합하는 화학 공정입니다. 중요한 점은 고체 입자 사이에 작은 틈이 많이 있는 다공성 구조가 생성된다는 것입니다. 연구진은 변기 전체를 ​​코팅하기 위해 전체 구조에 퍼지는 일반 윤활유를 사용하여 이러한 구멍을 채웠습니다.

다공성 구조로 인해 윤활유가 변기 전체에 저장되므로 표면에서 손실된 기름이 재료 내부의 깊은 곳에서 빠르게 보충되어 보울의 초미끄러운 특성을 유지할 수 있습니다. 변기 솔을 사용하여 지나치게 열성적으로 문지르는 것과 같은 강렬한 기계적 마모도 미끄러움을 감소시키지 않습니다. 새로 노출된 표면에 오일을 섞어서 재료가 빠르게 자가 치유되기 때문입니다. 팀은 사포로 미니 화장실을 1,000번 문질러 이를 테스트했습니다.

—레이저 조명 비디오에서 지붕이 없는 화장실은 '로켓처럼' 에어로졸 기둥을 뿜어냅니다.

—화장지가 발명되기 전에 사람들은 무엇을 사용했나요?

—예루살렘 화장실에서 나온 2,500년 된 똥에는 이질 기생충에 대한 가장 오래된 증거가 포함되어 있습니다