Endloses Schrubben mit der Toilettenbürste könnte dank eines neuen Konzepts für eine „superrutschige“ Toilettenschüssel, die mit Lasern in 3D gedruckt wird, bald zu einer unangenehmen Erinnerung werden.
Das versprechen Forscher aus China, die sagen, dass ihre „abriebfeste Super-Slipper-Spültoilette“ – kurz „ARSFT“ – auch dabei helfen könnte, Wasser zu sparen.
Das Design funktioniert, indem es eine Infusion eines Silikonöl-Schmiermittels in die Oberfläche des Materials einschließt, aus dem die Toilettenschüssel besteht, wodurch Ablagerungen leicht abrutschen.
In Tests zeigte das Team, dass ihre verkleinerte Modell-Toilettenschüssel auch dann sauber bleibt, wenn verschiedene Flüssigkeiten hineingeschüttet wurden – darunter Milch, Joghurt, schlammiges Wasser, Reisbrei und Honig.
Die Forscher sagten, dass der ARSFT auch eine hohe Beständigkeit gegen klebrigen synthetischen Kot aufweist – er „gleitet … ohne Rückstände“ – ein Produkt, das sie mit „verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten“ hergestellt haben, um die Schüssel wirklich auf Herz und Nieren zu testen.
Die Studie wurde vom Materialwissenschaftler Dr. Bin Su und seinen Kollegen an der Huazhong University of Science and Technology in Wuhan, China, durchgeführt.
Die Forscher schrieben: „Seit ihrer Erfindung im 18. Jahrhundert haben Spültoiletten der Gesellschaft erheblichen Komfort und Gesundheit gebracht.
„Allerdings ist in den Spültoiletten aufgrund der unvermeidbaren Anhaftungen zwischen Toilettenoberflächen und menschlichem Kot sowie Urin viel Wasser erforderlich.
„Allein die Toilettenspülung verbraucht weltweit mehr als 141 Milliarden Liter Wasser pro Tag, was dem Sechsfachen des gesamten Wasserverbrauchs der afrikanischen Bevölkerung entspricht.
„Daher ist die Entwicklung einer neuen Methode für die Toilettenspülung zur Minimierung des Wasserverbrauchs von großer Bedeutung.“
Dr. Su und sein Team erklärten, dass sie nicht die ersten seien, die versuchten, eine bessere Toilettenschüssel zu entwickeln – frühere Studien seien von der Natur inspiriert.
Inspiriert von Nepenthes – der Gattung tropischer Kannenpflanzen – entwickelten Experten zuvor eine superrutschige Toilettenbeschichtung, die sowohl eine nanostrukturierte Oberfläche als auch angereicherte Gleitmittel aufweist.
Als Dr. Su und Co. erklären: „Wenn die Verunreinigungen auf die Substratoberfläche fallen, treffen sie zunächst auf den Schmierfilm und nicht auf die Substratoberfläche.
„Dies kann die Grenzflächenhaftung erheblich reduzieren und in den Bereichen Antifouling, Selbstreinigung und Vereisungsschutz weit verbreitet eingesetzt werden.“
Das Problem bei diesem bisherigen Ansatz besteht jedoch darin, dass die superrutschige Beschichtung bereits nach 35 Stößen durch synthetische Fäkalien ihre Funktionalität verlieren würde.
Dr. Su und Kollegen erklärten: „Die dünne Polymerschicht war anfällig für äußere mechanische Abnutzung, was ihren langfristigen Nutzen einschränkte.“
Um diese Einschränkung zu umgehen, wird das neue Design der Forscher mittels „selektivem Lasersintern“ hergestellt.
Hierbei handelt es sich um eine 3D-Drucktechnik, bei der mithilfe leistungsstarker Laser fein pulverisiertes Material Schicht für Schicht miteinander verbunden wird, um eine feste Struktur aufzubauen.
Wie das Team feststellt, „schaffen lasergesinterte Polymernetzwerke von Natur aus recht poröse und raue Strukturoberflächen, die das Schmiermittel gut aufnehmen können.“
„Darüber hinaus hat mechanischer Abrieb der oberen Oberflächen keinen Einfluss auf die Superrutschfähigkeit, da die freiliegende Unterseite auch das Schmiermittel enthält.“
Tatsächlich stellte das Team fest, dass die Oberfläche nach 1.000 Hin- und Herschleifzyklen mit Sandpapier immer noch funktionsfähig war.
Man würde hoffen, dass diese Behandlung die Misshandlungen, die die aggressivsten Defäkatoren auf eine Toilette werfen, mehr als ausgleicht!
Abschließend sagten die Forscher, dass sie hoffen, dass ihr neues Toilettenschüsselkonzept „einen neuen Weg zur Entwicklung robuster, superrutschiger Materialien bieten und das Problem der Wasserverschwendung auf der Erde angehen kann“.
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Advanced Engineering Materials veröffentlicht.
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