华中科技大学发明一种“不粘马桶”，粪便一冲就走，不会残留

大多数人蹲马桶的时候，粪便会黏在马桶上，水冲不干净，还需要马桶刷，甚是麻烦。虽然有一些不粘马桶，但是不耐磨，冲几次就损坏了。因此，开发一种具备卓越耐磨性的超滑表面，是当前亟待解决的关键问题。

华中科技大学相关团队报告了一项突破性进展：利用3D打印技术，制造出了一种耐磨增强型超滑冲水马桶（ARSFT）。这种马桶有着天然多孔和粗糙的结构表面，可以容纳大量润滑剂。这意味着，即使表层被磨损，暴露出的下层仍然含有润滑剂，从而赋予了ARSFT内在的、持久的耐磨超滑特性。

马桶的制造分为两步：首先，利用95%的聚丙烯（PP）和5%的疏水气相二氧化硅（HFS）复合粉末进行3D打印，形成高疏水性马桶（HHT）。随后，将润滑剂（二甲基硅油）注入到这个多孔结构中，最终形成ARSFT。经过润滑剂浸润后，打印件表面的粗糙度从大约12.06微米大幅下降到约5.36微米。在极端的酸碱环境（pH值从1到14）下，ARSFT马桶的超滑性能也保持稳定，体现出良好的化学稳定性。

这种马桶的优异性能不仅限于简单的水滴。在防污测试中，研究人员使用了日常生活中常见的复杂流体，包括泥水、牛奶、酸奶、高粘度蜂蜜和淀粉凝胶混合粥。结果令人振奋：当普通的高疏水性表面（HHSs）被含有油性物质或粘弹性固体的流体弄脏并残留污物时，所有的ARSFT马桶表面都保持洁净。这归功于连续的润滑剂膜，它将复杂的流体与样品表面完全隔绝开来。

最关键的考验是合成粪便的排斥测试。研究人员制备了生物学上与人类粪便相似的合成粪便（包含酵母、洋车前子、花生油、味噌等成分）。当使用水分含量为60%的粘性合成粪便（其粘度接近于健康人类粪便的3-4型）进行模拟测试时，在对照组的高疏水性马桶（HHT）上，粪便粘附在表面，手动移除后仍有残留。而当粪便滴落在ARSFT上时，它在0.5秒内迅速滑走（约5厘米），表面不留任何残留物。ARSFT对水分含量在40%至80%范围内的合成粪便都表现出了强大的排斥力，这证明了它对复杂的粘弹性固体具有卓越的防污能力。

ARSFT最大的突破点在于其惊人的机械耐磨性和自我修复能力。在严苛的砂纸磨损测试中，研究人员将200克重物（约1.25千帕）压在超滑棒（ARSS）上，并在240号砂纸上来回摩擦，一个周期为20厘米。经过1000次砂纸磨损（总距离200米）后，尽管润滑剂被带走，但由于打印的多孔结构仍然存在，研究人员可以通过简单地补充润滑剂来恢复其超滑功能。据作者所知，这是现有报告中超滑表面在如此大规模磨损（1000次循环）后仍能保持功能的破纪录表现。

此外，ARSFT马桶还能承受8升水、流速40毫升/秒的水流冲刷，显示出令人满意的耐磨性和鲁棒的超滑性能。

这种耐磨超滑冲水马桶，有望对人类生活环境产生深远影响。在公共交通（如飞机和火车）等特殊环境中，ARSFT可以取代传统的特氟龙涂层，并有助于节约用于清洁厕所的稀缺水资源。希望快速投入应用，普及起来。

参考文献：Abrasion-Resistant and Enhanced Super-Slippery Flush Toilets Fabricated by a Selective Laser Sintering 3D Printing Technology