撰文：维多利亚.阿特金森                2023年8月30日

一种光滑的新型抽水马桶材料，能够抵抗不同水分含量的合成粪便的粘性。（视频：李等人的补充材料。2023 DOI:10.1002/adem.202300703）

科学家说，一个非常光滑的3D打印厕所不会变脏，而且比普通厕所需要更少的水冲洗。清洁厕所会成为过去的家务事吗？

目前，这个概念只是一个原型，但研究人员正在研究，如何最终将这种聪明的化学物质推向市场。到目前为止，研究人员只打印了一个马桶的小模型，这个模型的高度大约是典型瓷座的五分之一，他们通过将马桶表面暴露在酸奶、蜂蜜、淀粉凝胶和假便便中，来测试它的光滑度，而不是真的。

冲水马桶的发明彻底改变了我们的生活方式，但这项创新是有代价的：研究人员在8月5日发表在《高级工程材料》杂志上的最新论文中写道，即全球每天冲洗370亿加仑（1410亿升）的水。通常，还有另一个问题：即使是所有的冲洗也不足以清除马桶中的所有排泄物。

中国华中科技大学的首席研究员苏斌和他的材料科学家团队，可能已经找到了解决这些问题的方法。

在他们的研究中，研究人员报告说，他们的3D打印耐磨超滑冲水马桶（ARSFT），完全不受各种液体的污染，包括牛奶、泥水甚至合成粪便。与其他湿滑的厕所不同，ARSFT即使在大量重复使用后也能保持其光滑性。

该团队从热带猪笼草（猪笼草）中汲取灵感，猪笼草是一种食肉植物，用花瓶状的叶杯捕捉猎物；为了帮助猎物进入陷阱，植物会分泌一种光滑的润滑物质。同样，研究人员在马桶表面涂上了一层油腻的油，这有助于将垃圾从桶中排出。

研究作者写道：“当污染物落到表面时，它们首先会遇到润滑剂膜，而不是表面（本身），这会大大降低附着力。”

在化学层面上，这种滑溜性源于一种称为“疏水性”的材料特性，这是衡量材料防水程度的指标。人类排泄物的水分含量很高，因此疏水表面将有助于防止粪便粘附。

该团队使用一种名为选择性激光烧结3D打印的技术，将塑料颗粒和一种疏水性沙子融合在一起，制成马桶的固体外壳。烧结是一种化学过程，它将两种类型的固体压实并结合在一起，而不将它们熔化在一起。重要的是，这创造了一个多孔结构，在固体颗粒之间有许多微小的间隙。研究人员使用一种普通的润滑油填充这些洞，这种润滑油遍布整个结构，覆盖整个马桶。

由于润滑油储存在整个马桶中，且由于多孔结构，从表面损失的任何油都会从材料的深处迅速补充，使马桶能够保持其超滑性能。即使是剧烈的机械磨损——比如用马桶刷过度擦洗造成的磨损——也不会减少滑动性，因为这种材料会通过将油涂抹在新暴露的表面上而迅速自愈。研究小组通过用砂纸擦洗他们的迷你厕所1000次来测试这一点。

但是，尽管光滑的新厕所有望防止马桶上出现难看的滑痕，但你还需要一段时间才能在当地的五金店看到这样的厕所。

该团队的小型抽水马桶高3.1英寸（8厘米），深4.7英寸（12厘米），宽3.4英寸（8.8厘米），因此显然需要做得更大。3D打印也可能是出了名的昂贵，因此廉价生产这些厕所也可能是一个挑战。

苏的团队已经在着手解决这些问题。但除此之外，制造商还需要找到一种方法，将重要的烧结步骤纳入现有的马桶生产过程中。然而，这种坚固的不粘表面可能在马桶之外还有用途，所以你可能有一天，会在抽水马桶外面看到这种巧妙的化学物质。