说个难以启齿的问题：冲完厕所之后，如果便便还粘在马桶壁上，应该怎么办？
再冲一次，好像太浪费水；不冲又实在影响观感，还不卫生……
关于这个难题，来自宾夕法尼亚州立大学的黄得胜团队研发出了一种叫做 LESS 的超滑涂层。在涂了这种材料的马桶上，便便可以柔顺地滑落，几乎不留下痕迹。
这种LESS（liquid entrenched smooth surface，液体固定的光滑表面）涂层，可以帮助便便顺利滑落 | Pixabay
这个实验有味道
想要研究便便容不容易被冲掉，第一个问题是——该用什么当实验材料？
一开始，实验并没有那么重口味，研究者用酵母、花生油和味增等合成了一种“人造便便”。而且，为了模拟得更真实，这些“人造便便”的黏稠度各有不同。毕竟生活经验告诉我们，有些便便的确更容易粘附在马桶上。
实验首先在马桶中进行。在有LESS涂层的马桶里，蓝色的染色水和人造便便都能顺畅地滑落；而在目前比较好用的釉面材料上，它们就这么黏在那里了……
左滑查看马桶演示的结果
图1为人造便便，图2为染色水
左侧马桶喷涂了LESS，右侧为传统的釉面材料
这种简单的演示还不够严谨，他们又做了进一步的定量研究。这次用的不是马桶，而是喷了涂料的玻璃板。
他们将样品从 40 厘米高掉落至倾斜 45 度的玻璃板上，然后清除板上的便便痕迹。结果发现，相比于普通的玻璃板，在涂了 LESS 涂料的玻璃板上清除痕迹，需要的水少了 90%。
此外，他们还用陶瓷板做了演示，左滑查看实验结果
先让人造便便掉落到板上（图1），再用水冲下（图2）
左侧为没有涂层的陶瓷板，3倍速处理；右侧喷涂LESS，仅2倍速
为了科研，他们最终还是用了真实的便便。这些便便来自三名志愿者；研究人员测试了它们在不同表面上滑落的能力。
只有在LESS涂层玻璃上，便便样品能够滑落，而且没有留下明显的残留物。在其他三种用于对照的材料上，包括典型的厕所材料釉面陶瓷、用于不粘锅涂层的特氟龙和常用作绝缘漆的硅树脂，便便几乎纹丝不动。
左滑查看真·便便实验结果
便便以相同高度掉落到水平面上，随后释放平面使其垂直
图1为釉面陶瓷，图2为特氟龙，图3为硅树脂，图4为LESS涂料
马桶冲水背后有大问题
研究者使用的这种 LESS 涂层，由两种涂料组成，使用时需要进行两次喷涂。
第一层喷雾形成了与抽水马桶相连的基层，这是一层凸出的“纳米毛”，每根都比人的头发细 10 亿倍。在此基层之上，第二次喷雾填充了“纳米毛”之间的空隙，形成一层极为光滑的精细表面，这层表面使得液体、污泥和细菌更容易滑落。
LESS的两层涂料
整个喷涂过程不超过五分钟，普通家庭也可以自行使用。以往类似的材料需要几个小时，容易喷涂这一点也成了 LESS 的优势。
不过，这种涂层并非永久有效。虽然第一层涂料不会脱落，但第二层只能够持续 500 次。对于一个四口之家，大概每两周需要重新喷涂第二层。
这个研究结果2019年发表在《自然·可持续性》上。黄得胜团队一直以来以开发高度清爽、能排斥黏性物质的涂料而闻名；2015 年，他们开始关注发展中国家的卫生问题，希望能研发出某种涂料，保持马桶的清洁。
黄得胜团队 | spotlessmaterials.com
关注马桶冲水的问题，不仅仅是为了化解尴尬，更重要的是背后的缺水和卫生问题。每天，世界上用来冲洗厕所的淡水多达 1410 亿升，这几乎是非洲每日用水量的六倍。在一些严重缺水的地方，用这么多水来冲厕所是一件非常奢侈的事情；但不冲的话，残留的便便和尿液不仅会带来难闻的气味，其中的细菌还会传播疾病。
现在，有了 LESS 涂层，不仅可以省下不少冲马桶的水，还能够更好地防止细菌滋生，改善厕所的卫生条件。
在官网上，这样一瓶30毫升的涂料需要15美元 | spotlessmaterials.com
目前，LESS 已经走出了实验室，可以直接在网上购买。研究人员希望，这种涂层可以被广泛应用，从而缓解某些地方的缺水和卫生问题。
参考文献
[Wang, J., Wang, L., Sun, N. et al. Viscoelastic solid-repellent coatings for extreme water saving and global sanitation. Nat Sustain (2019) doi:10.1038/s41893-019-0421-0
作者：Charles
编辑：麦麦，luna
