說個難以啟齒的問題：衝完廁所之後，如果便便還粘在馬桶壁上，應該怎麼辦？
再衝一次，好像太浪費水；不衝又實在影響觀感，還不衛生……
關於這個難題，來自賓夕法尼亞州立大學的黃得勝團隊，最近研發出了一種叫做LESS的超滑塗層。在塗了這種材料的馬桶上，便便可以柔順地滑落，幾乎不留下痕跡。
這種LESS（liquid entrenched smooth surface，液體固定的光滑表面）塗層，可以幫助便便順利滑落 | Pixabay
這個實驗有味道
想要研究便便容不容易被衝掉，第一個問題是——該用什麼當實驗材料？
一開始，實驗並沒有那麼重口味，研究者用酵母、花生油和味增等合成了一種「人造便便」。而且，為了模擬得更真實，這些「人造便便」的黏稠度各有不同。畢竟生活經驗告訴我們，有些便便的確更容易粘附在馬桶上。
實驗首先在馬桶中進行。在有LESS塗層的馬桶裡，藍色的染色水和人造便便都能順暢地滑落；而在目前比較好用的釉面材料上，它們就這麼黏在那裡了……
左滑查看馬桶演示的結果
圖1為人造便便，圖2為染色水
左側馬桶噴塗了LESS，右側為傳統的釉面材料
這種簡單的演示還不夠嚴謹，他們又做了進一步的定量研究。這次用的不是馬桶，而是噴了塗料的玻璃板。
他們將樣品從 40 釐米高掉落至傾斜 45 度的玻璃板上，然後清除板上的便便痕跡。結果發現，相比於普通的玻璃板，在塗了 LESS 塗料的玻璃板上清除痕跡，需要的水少了 90%。
此外，他們還用陶瓷板做了演示，左滑查看實驗結果
先讓人造便便掉落到板上（圖1），再用水衝下（圖2）
左側為沒有塗層的陶瓷板，3倍速處理；右側噴塗LESS，僅2倍速
為了科研，他們最終還是用了真實的便便。這些便便來自三名志願者；研究人員測試了它們在不同表面上滑落的能力。
只有在LESS塗層玻璃上，便便樣品能夠滑落，而且沒有留下明顯的殘留物。在其他三種用於對照的材料上，包括典型的廁所材料釉面陶瓷、用於不粘鍋塗層的特氟龍和常用作絕緣漆的矽樹脂，便便幾乎紋絲不動。
左滑查看真·便便實驗結果
便便以相同高度掉落到水平面上，隨後釋放平面使其垂直
圖1為釉面陶瓷，圖2為特氟龍，圖3為矽樹脂，圖4為LESS塗料
馬桶衝水背後有大問題
研究者使用的這種 LESS 塗層，由兩種塗料組成，使用時需要進行兩次噴塗。
第一層噴霧形成了與抽水馬桶相連的基層，這是一層凸出的「納米毛」，每根都比人的頭髮細 10 億倍。在此基層之上，第二次噴霧填充了「納米毛」之間的空隙，形成一層極為光滑的精細表面，這層表面使得液體、汙泥和細菌更容易滑落。
LESS的兩層塗料
整個噴塗過程不超過五分鐘，普通家庭也可以自行使用。以往類似的材料需要幾個小時，容易噴塗這一點也成了 LESS 的優勢。
不過，這種塗層並非永久有效。雖然第一層塗料不會脫落，但第二層只能夠持續 500 次。對於一個四口之家，大概每兩周需要重新噴塗第二層。
這個研究結果發表在《自然·可持續性》上。黃得勝團隊一直以來以開發高度清爽、能排斥黏性物質的塗料而聞名；2015 年，他們開始關注發展中國家的衛生問題，希望能研發出某種塗料，保持馬桶的清潔。
黃得勝團隊 | spotlessmaterials.com
關注馬桶衝水的問題，不僅僅是為了化解尷尬，更重要的是背後的缺水和衛生問題。每天，世界上用來衝洗廁所的淡水多達 1410 億升，這幾乎是非洲每日用水量的六倍。在一些嚴重缺水的地方，用這麼多水來衝廁所是一件非常奢侈的事情；但不衝的話，殘留的便便和尿液不僅會帶來難聞的氣味，其中的細菌還會傳播疾病。
現在，有了 LESS 塗層，不僅可以省下不少衝馬桶的水，還能夠更好地防止細菌滋生，改善廁所的衛生條件。
在官網上，這樣一瓶30毫升的塗料需要15美元 | spotlessmaterials.com
目前，LESS 已經走出了實驗室，可以直接在網上購買。研究人員希望，這種塗層可以被廣泛應用，從而緩解某些地方的缺水和衛生問題。
參考文獻
[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
編輯：麥麥，luna