華中科技大學研究人員采用SLS 技術3D打印出無需沖水的馬桶
時間：2023-08-28 11:35 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2023年8月25日，武漢華中科技大學的研究人員利用選擇性激光燒結（SLS）3D打印技術制造了一種耐磨的超滑沖水馬桶（ARSFT）。與傳統的厚度有限、容易磨損的超滑表面不同，粉末燒結策略賦予
ARSFT 不僅具有自支撐的 3D 復雜形狀，而且還具有多孔結構，可以容納大量潤滑劑以實現耐磨超滑特性。
相關研究以題為“Abrasion‐resistant and enhanced super‐slippery
flush toilets fabricated by a selective laser sintering 3D printing
technology”的論文被發表在《Advanced Engineering Materials》期刊上。
相關論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adem.202300703
由于人類排泄物和馬桶表面之間不可避免的粘附，抽水馬桶每天浪費大量的水。超光滑表面可以排斥復雜的流體和各種粘彈性固體，但很容易因機械磨損而破裂。3D打印的ARSFT在接觸牛奶、酸奶、高粘性蜂蜜、淀粉凝膠混合粥等各種液體后仍保持清潔，對復雜液體表現出優異的排斥性。除了液體之外，ARSFT
對粘性合成糞便也表現出很高的抵抗力。值得注意的是，即使在使用砂紙磨損1,000 次之后，ARSFT 仍保持其破紀錄的超滑能力。
△采用選擇性激光燒結3D打印技術制造耐磨超滑沖水馬桶（ARSFT）的示意圖。
具有超強耐磨防滑能力的3D打印物體的概念將促進超滑材料的發展，并進一步減少人類社會的水資源消耗。
△研究人員測試 3D 打印馬桶的光滑表面（照片來源：Yike Li 等人）
自十八世紀發明以來，沖水馬桶為人類社會提供了相當大的便利和健康。然而，沖水廁所需要大量的水。在全球范圍內，僅沖廁所一項每天就消耗超過 1,410 億升水，是非洲人口總用水量的六倍。因此，開發一種新的沖廁方法以最大限度地減少水消耗具有重要意義。
△耐磨超滑沖水馬桶的防污性能。
ARSFT 的超滑表面受到豬籠草的啟發，其中包括納米/微米結構基材和注入的潤滑劑。當污染物落到基材表面時，首先遇到的是潤滑膜而不是基材表面，可以大大降低界面粘附力，廣泛應用于防污、自清潔和防冰領域。
△ARSFT的耐磨超滑性能。a，砂紙對ARSFT進行機械磨損的示意圖。b，ARSFT
用砂紙機械磨損 15
個周期的光學圖像及其對合成糞便的排斥性。c，示意圖和d，砂紙機械磨損1000次的光學圖像，補充潤滑劑的恢復過程以及1000次磨損后對合成糞便的排斥性。
激光燒結的聚合物網絡自然提供多孔和粗糙的結構表面，可以容納潤滑劑。此外，頂面的機械磨損不會影響超滑能力，因為暴露的底部也含有潤滑劑。這項研究也提供了一種按需3D結構制造耐磨超滑沖水馬桶（ARSFT）的新方法，具有超強耐磨滑性能力的ARSFT概念有望促進超滑材料的發展，進一步節省地球上水資源的浪費。
目前這個想法仍處于起步階段，超滑馬桶也僅在這些小型模型上進行了測試，特別是 SLS
并不以其龐大的構建體積而聞名。因此，仍需擴大生產規模并確保成本不會太高。該項目的首席研究員Li總結道：“減少沖洗量將減少運輸到加工設施過程中的廢水，從而節省運輸成本。但首先，該工藝需要適應全尺寸廁所，并變得更便宜。”
(責任編輯：admin)
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