如何让大便优雅地滑入水中？他发明“不粘马桶”
使用马桶时，王炸的麻袋可能每一位读者都遇到过这样的问题：排泄物在马桶壁上留下痕迹，难以冲洗。这样不仅不美观，芭比娃娃冷饮店也带来了卫生隐患。现在，宾州州立大学的研究团队开发出一种名为“LESS”的超滑涂层。经过LESS涂层改造后，马桶不仅变得不粘，还大幅减少冲马桶的用水量，同时让马桶环境更加卫生。
相信每一位读者都深有体会：使用马桶时，以下两个难题似乎总是难以绕开：如果让排泄物沿着马桶壁滑下去，光洁的马桶表面往往会残留一些令人不快的痕迹，难以冲洗，而排泄物如果是直接落入水中，后果就像是菲律宾的跳水选手，天女散花，屁股遭殃。
当然，聪明的你可能会说，如果善于在马桶中放纸，这两个问题都能得到解决。的确，厕纸可以帮助我们抵挡第一轮攻势，但却经不住第二轮，第三轮的轮番冲击。每一次看到马桶内壁被污染，你是否想过：既然有不粘锅存在，这个世界上为什么就不能有不粘马桶呢？
冲马桶的水资源危?
其实，这是一个非常重要的问题——它的意义绝不仅仅是维护卫生间内小环境的卫生，整洁，更关系到全球数十亿人的用水与公共卫生问题。
慢着，把马桶冲水与全球人口的生存问题联系起来，会不会显得有些牵强？看了下面这组数据，你会发现这个说法一点都没有夸张：
冲马桶，是一件耗水量巨大的工程。以美国为例，24%的室内用水，都用来冲马桶了。而在全球范围内，每天用于冲马桶的水超过1400亿升，这个数字几乎是整个非洲每日用水量的6倍。要知道，全球70亿人口中，小虫运势网半数都面临着严重的水资源危?。在这样的背景下，冲马桶消耗的水资源过于惊人。
另一方面，水资源的不足，使得一些缺水的地区根本无法建造马桶——因为没有足够的水来冲洗。根据联合国的数据，大约有26亿人无法获得基本卫生服务，如坐厕或蹲厕。?础卫生设施的缺乏，让这些地区的人群面临更严峻的公共卫生形势。
怎样才能减少如厕过程中的水资源消耗？当然，这里并不是让大家从自身生理上做出改变。一个重要事实是，冲马桶用水中，相当一部分都是为了冲干净马桶壁上的残留物。也就是说，不粘马桶如果真正出现，将为解决全球的水资源与公共卫生问题做出一份贡献。
LESS water
目前，已经有一些防水涂层用在马桶上。这些材料面对液体效果良好，但却不能对付固体残留物。
现在，绫濑丽子宾州州立大学自然灵感工程实验室的黄得胜教授带领研究团队，研发了一款“超滑涂层”。使用这种涂层制造的马桶内壁，真正做到了“不粘连”，可以使单次冲刷的用水量减少至少一半。在发表于《自然·可持续性》的论文中，他们将这款涂层命名为liquid-entrenched smooth surface，翻译过来就是液体固定的光滑表面。其英文缩写也相当贴切：LESS。论文第一作者，是黄得胜实验室的博士后，本科毕业于清华大学的王京。
近10年前，在哈佛大学做博士后时，黄得胜就从猪笼草身上汲取了灵感，制造出新型超滑材料。
猪笼草，一种罕见的以昆虫为食的植物，相信读者一定有所耳闻。一旦猎物进入猪笼草布下的陷阱，浩然卡盟这种植物光滑的内壁使得它们无法再爬出来，只能落入笼底，最终被分解。这是因为，猪笼草的内壁是一层蜡质材料。在微尺度上可以发现，在恰当的位置上，水起到了润滑作用，使得昆虫在接触后迅速滑落。
现在，基于这样的思路，研究团队制造出能够让各种黏性物质滑落的升级版材料。
为了实现这样的目标，马桶内壁的材料需要满足两个条件：其一，表面的粗糙程度要尽可能地低，也就是马桶内壁要尽量光滑，其二，排泄物接触马桶时，马桶与空气的界面，排泄物与空气界面的表面自由能都要尽可能地低。要做到这一点，就要让马桶表面更加润滑。
基于这样的思路，研究团队最终打造出革命性的LESS涂层。令人惊叹的是，将普通的陶瓷马桶改造成不粘马桶，只需要两个喷涂的步骤，用时更是只需要5分钟。
首先，需要向普通马桶喷涂一层聚二甲基硅氧烷的基底。这是一种长链聚合物，其末端可以与马桶表面紧密相连，形成茂密的“纳米毛发”。不过，这样的“毛发”直径只有人类头发的百万分之一。
这层基底打好后，第二步，也就是最后一步，是喷洒一层1毫米厚的硅油润滑剂。硅油可以与基底的疏水聚合物紧密结合，同时对任何落下的物质起到润滑作用。
就这样，一款不粘马桶改造完成了。至于效果如何，研究人员进行了多轮测试。
真的好用，但是……
首先是液体。相比于液滴在普通涂层上的驻足，落在LESS涂层上的液滴迅速滚落。当然，考虑到防水涂层已经用于一些马桶中，这样的测试显然不够令人激动。
接下来，测试的主角是人工合成的粪便。出于……各种考虑，研究人员根据粪便的黏度特征，用有机材料模拟了真实的粪便。当然，由于含水量的差异，真正的粪便黏性不尽相同，这里研究团队在模拟时也进行了相应的调整。但无论是什么样的“粪便”，在LESS涂层上都是如丝般顺滑。
事实上，无论是液体，固体残留物还是细菌，黏度系数相差9个数量级的物质，在这款涂层上都会立刻滑落。
当然，你可能会说，这些人造的物质和真实的排泄物怎么能一样呢？为了进一步证实自己的结论，在研究的最后，研究团队还是做了你们最想看的试验——用真实的粪便，分别滴落在LESS涂层，陶瓷材料，特氟龙和硅树脂材料上。结果和前面一样，只有在LESS涂层上，粪便才能顺溜地滑落。
（试验图片小编就不放了）
使用这样的马桶，对于节约水资源的作用也立竿见影。研究指出，使用普通的马桶，一般需要至少6升水，才能冲洗干净，而对于LESS涂层，根据“粪便”含水量的差异，冲马桶的用水量可以减少50%~90%不等。此外，这种“不粘”马桶还可以有效杜绝细菌在马桶内壁滋生，不仅更卫生，马桶的气味也不那么难闻了。
可以说，LESS涂层的效果已经得到严格的验证。现在，除了在实验室中继续开展研究，黄得胜还带领团队将这项技术投入生产中。他们已经成立了一家初创公司：spotLESS材料，而基于LESS技术的产品也已开始售卖。
如果说，到目前为止的描述都令你充满期待，接下来这个事实可能会让你更加客观冷静。LESS涂层拥有众多优点，但它也有自己的问题：不能一劳永逸。硅油属于消耗品，冲一次少一次。冲洗大约500次后，就需要喷洒新的硅油涂层了。如果是普通的一家三口使用这款马桶，可能一个月内就需要添加新的涂层。而聚二甲基硅氧烷基底虽然比硅油耐用，但长期使用后，也需要修补。由此引发的另一个问题是，芭比娃娃冷饮店在缺水的不发达地区，使用这类马桶的成本似乎过于高昂。
盖茨基金会负责水，卫生项目的高级项目官员Carl Hensman就表示，目前将这项技术用于那些发展中国家“几乎不可能”。Hensman认为，这样的技术令人激动，但它需要在将来得到改进，从而“最终实现可持续性”。
那么，这样不粘连的马桶，你想用吗？
