華中科技大学の研究者らは、SLS技術を使って水を流す必要のないトイレを3Dプリントした。

華中科技大学の研究者らは、SLS技術を使って水を流す必要のないトイレを3Dプリントした。
この投稿は warrior bear によって 2023-8-25 21:26 に最後に編集されました。

2023年8月25日、南極熊は、武漢華中科技大学の研究者が選択的レーザー焼結法(SLS)3Dプリント技術を使用して、耐摩耗性スーパースリップ水洗トイレ(ARSFT)を製造したことを知りました。厚さが限られていて摩耗しやすい従来の超潤滑表面とは異なり、粉末焼結戦略により、ARSFT は自立型の 3D 複雑形状だけでなく、多量の潤滑剤を収容できる多孔質構造も備えており、耐摩耗性の超潤滑特性を実現します。

関連研究は、「選択的レーザー焼結3D印刷技術によって製造された耐摩耗性と超滑りやすさを強化した水洗トイレ」という論文とともに、Advanced Engineering Materials誌に掲載されました。

関連論文リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adem.202300703
水洗トイレでは、人間の排泄物と便器の表面が必然的に付着するため、毎日大量の水が無駄になります。非常に滑らかな表面は複雑な流体やさまざまな粘弾性固体をはじきますが、機械的な摩耗によって簡単に壊れる可能性があります。
3DプリントされたARSFTは、牛乳、ヨーグルト、高粘度の蜂蜜、デンプンゲル混合粥などのさまざまな液体に接触した後も清潔な状態を保ち、複雑な液体に対して優れた撥水性を発揮します。 ARSFT は液体だけでなく、粘着性のある合成糞便に対しても高い耐性を示しました。驚くべきことに、サンドペーパーで 1,000 回磨耗した後でも、ARSFT は記録破りの超滑り性能を維持しました。
選択的レーザー焼結3Dプリント技術を用いて製造された耐摩耗性超平滑水洗トイレ(ARSFT)の概略図。
超耐摩耗性と滑り止め機能を備えた 3D プリントオブジェクトのコンセプトは、超滑り材料の開発を促進し、人類社会における水の消費をさらに削減します。
△ 研究者らが 3D プリントされたトイレの滑らかな表面をテストしている (写真提供: Yike Li 他)
18 世紀に発明されて以来、水洗トイレは人類社会に大きな利便性と健康をもたらしてきました。しかし、トイレを流すには大量の水が必要です。世界的に見ると、水洗トイレだけで1日あたり1,410億リットル以上の水が消費されており、これはアフリカ全人口が使用する水の6倍に相当します。したがって、水の消費を最小限に抑えるための新しいトイレ洗浄方法を開発することは非常に重要です。
耐摩耗性と超滑り性を備えた水洗トイレの防汚性能。
ARSFT の超滑りやすい表面は、ウツボカズラ科の植物からヒントを得たもので、ナノ/マイクロ構造の基質と注入された潤滑剤が含まれています。汚染物質が基材の表面に落ちると、基材表面ではなく潤滑膜に最初に接触するため、界面接着が大幅に低下し、防汚、セルフクリーニング、防氷の分野で広く使用されています。
△ARSFTの耐摩耗性と超滑り性。 a、サンドペーパーによる ARSFT の機械的摩耗の模式図。 b、サンドペーパーによる機械的摩擦を15回繰り返した後のARSFTの光学画像と合成糞便に対する忌避性。 c、サンドペーパーによる 1000 回の機械的摩耗の模式図、d、潤滑剤補充の回復プロセス、および 1000 回の摩耗後の合成糞便に対する撥水性の光学画像。
レーザー焼結ポリマーネットワークは、潤滑剤を収容できる多孔質で粗い構造表面を自然に提供します。さらに、露出した底面にも潤滑剤が含まれているため、上面の機械的摩耗は超潤滑能力に影響を与えません。この研究は、耐摩耗性に優れた超滑り水洗トイレ(ARSFT)のオンデマンド3D構造製造のための新しい方法も提供します。超耐摩耗性と滑りやすさを備えたARSFTコンセプトは、超滑り性材料の開発を促進し、地球上の水資源の浪費をさらに節約することが期待されます。
このアイデアはまだ初期段階にあり、スーパースリップトイレはこれらの小型モデルでのみテストされています。特に、SLS は大規模な構築で知られていないためです。したがって、生産規模を拡大し、コストが高くなりすぎないようにする必要があります。 「水洗量を減らすことで、処理施設に運ばれる汚水の量を減らし、輸送コストを節約できます」とプロジェクトの主任研究者であるリー氏は結論づけている。「しかし、まずはプロセスをフルサイズのトイレに適応させ、コストを削減する必要があります。」
トイレ、滑り止め

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