豬籠草喫東西太絲滑了!把它做成不掛壁的馬桶怎麼樣?
你肯定爲馬桶衝不乾淨發過愁!
在家衝不乾淨,抄起馬桶刷對付一下也就算了;要是在公司廁所出現了掛壁現象,還要對下一個衝進廁所隔間的同事裝出“我前面那個人沒衝乾淨”的眼神。
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站在更高的角度上,衝不乾淨的馬桶就需要用到更多的水。現在全世界每天衝馬桶的水已經有1410億升了!
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如果有一衝即淨甚至不衝也淨的馬桶,對個人生活、同事關係、地球水資源,都會是個重大利好消息。
一些擅於觀察自然同時腦回路又非常清奇的科研人員有了靈感:豬籠草吞嚥食物還挺絲滑,如果把豬籠草當馬桶用(劃掉),如果模仿豬籠草的“嘴”,是不是能造出這樣的馬桶呢?
如此美麗的植物,讓人不禁想到了馬桶丨《自然界的藝術形態》 (1904), 圖版 62: Nepenthaceae
絲滑吞嚥,豬籠草這樣做
豬籠草是一種食肉植物,沒手、沒嘴、沒肌肉,喫東西主要靠兩個技能。
一是用花蜜散發出香甜的氣味,讓蟲子主動送到嘴邊;二是滑溜溜的“嘴”,讓徘徊在籠口的蟲子“一不小心”滑進豬籠草的“肚子”裏。
這個“滑”是怎麼做到的呢?
放大來看,豬籠草籠口長滿了楔形盲孔組成的不對稱溝槽,能把灌進“肚子”裏的雨水、露水輸送到外翻的籠口排出去,也能把自己分泌的花蜜從內而外鋪開來。
豬籠草的捕蟲籠以及籠口“嘴脣”(口緣區)的放大結構丨參考資料[1]
在雨水、露水、花蜜共同構成的溼滑表面上,蟲子根本站不穩啊!在一項研究中,螞蟻都能靠自己的腳力逃脫乾燥的豬籠草籠口,但85%的螞蟻都因溼滑的籠口成爲了豬籠草的美餐。
從豬籠草進食,到豬籠草馬桶
華中科技大學的團隊非常有創意地把豬籠草的“喫”和人類的“拉”聯繫起來,並做了實驗(不是給豬籠草喂粑粑)。
他們用95:5的複合聚丙烯和疏水性氣相二氧化硅顆粒作爲原料,做了一個8釐米高的迷你馬桶。這裏用到了一種燒結溫度不是很高的3D打印技術,好讓材料內部、打印的層與層之間,都有大量的微米級縫隙。
接着,團隊往這些小縫隙裏填充了二甲基硅油,作爲模仿水分和花蜜的潤滑劑。
一個豬籠草馬桶就此誕生!
激光選區燒結3D打印技術打印耐磨超滑抽水馬桶丨參考資料[3]
豬籠草馬桶,掛壁嗎?
接下來就是令人激動的實驗環節了。
作爲對比,先來看看不填充潤滑劑(上圖)和填充潤滑劑(下圖)的條件下,相同材料在浸泡不同粘性液體後的掛壁情況丨參考資料[3]
檢驗馬桶防掛壁性能,首先需要糞便。
團隊沒有貢獻自己的產物,而是用酵母、車前子殼、花生油、味噌、聚乙二醇、磷酸鈣、纖維素和水混合,做成了溼潤的模擬糞便。多說一嘴,可能是爲了營造嚴肅的實驗氛圍,這個模擬糞便是藍色的。
第一步,團隊把模擬糞便甩到沒填充潤滑劑的迷你馬桶上,結果藍便便立刻掛壁了,哪怕移除後都還有痕跡。
圖丨參考資料[3]
第二步,把模擬糞便甩在上了潤滑劑的豬籠草馬桶上。只見藍便便從馬桶邊緣流暢地滑移到了下水道,都不需要用水衝,馬桶壁上一點殘留都沒有!
不需要衝水也不會掛壁的馬桶,這就出現了!
這一刻,盡享絲滑丨參考資料[3]
研究團隊沒有止步於此,他們想知道這個防掛壁性能經不經得住時間的考驗。畢竟有的馬桶也做了防掛壁處理,但它們用的塗層式疏水防污材料在經過上百次粑粑摩擦後可能出現磨損,防掛壁性能也由此下降。
話已至此,打磨馬桶試試吧。
驚喜又出現了。團隊用200目的砂紙打磨豬籠草馬桶15次後,模擬糞便依然能絲滑入洞。
打磨馬桶內壁15次後的實驗丨參考資料[3]
打磨1000次後,掉落的模擬糞便終於開始掛壁(但實際上沒有誰的糞便像砂紙對吧)。但只要在這時給馬桶壁重新滴一點潤滑劑、恢復馬桶表面潤滑膜的完整性,超滑性能就能再次迴歸。
打磨馬桶內壁1000次後的實驗丨參考資料[3]
從實驗室成果到走近千家萬戶當然還有很長的路要走,但這不妨礙我們暢想不用衝馬桶刷馬桶的日子。只是對於拉完愛回頭看一眼的朋友們來說,天會塌嗎?
參考文獻
[1]https://www.nature.com/articles/nature17189/figures/1
[2]https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.0405885101
[3]https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adem.202300703
[4]https://www.livescience.com/chemistry/a-new-ridiculously-slippery-toilet-bowl-could-keep-poop-from-sticking-scientists-report
作者:悲催的鉈寶寶
編輯:李小葵
題圖:pixabay
本文來自果殼自然(ID:GuokrNature)
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