使用馬桶時，可能每一位讀者都遇到過這樣的問題：排泄物在馬桶壁上留下痕跡，難以沖洗。這樣不僅不美觀，也帶來了衛生隱患。現在，賓州州立大學的研究團隊開發出一種名為“LESS”的超滑涂層。經過LESS涂層改造后，馬桶不僅變得不粘，還大幅減少沖馬桶的用水量，同時讓馬桶環境更加衛生。

相信每一位讀者都深有體會：使用馬桶時，以下兩個難題似乎總是難以繞開：如果讓排泄物沿著馬桶壁滑下去，光潔的馬桶表面往往會殘留一些令人不快的痕跡，難以沖洗;而排泄物如果是直接落入水中，后果就像是菲律賓的跳水選手，天女散花，屁股遭殃。

當然，聰明的你可能會說，如果善于在馬桶中放紙，這兩個問題都能得到解決。的確，廁紙可以幫助我們抵擋第一輪攻勢，但卻經不住第二輪、第三輪的輪番沖擊。每一次看到馬桶內壁被污染，你是否想過：既然有不粘鍋存在，這個世界上為什么就不能有不粘馬桶呢?

沖馬桶的水資源危機

其實，這是一個非常重要的問題——它的意義絕不僅僅是維護衛生間內小環境的衛生、整潔，更關系到全球數十億人的用水與公共衛生問題。

慢著，把馬桶沖水與全球人口的生存問題聯系起來，會不會顯得有些牽強?看了下面這組數據，你會發現這個說法一點都沒有夸張：

沖馬桶，是一件耗水量巨大的工程。以美國為例，24%的室內用水，都用來沖馬桶了。而在全球范圍內，每天用于沖馬桶的水超過1400億升，這個數字幾乎是整個非洲每日用水量的6倍。要知道，全球70億人口中，半數都面臨著嚴重的水資源危機。在這樣的背景下，沖馬桶消耗的水資源過于驚人。

另一方面，水資源的不足，使得一些缺水的地區根本無法建造馬桶——因為沒有足夠的水來沖洗。根據聯合國的數據，大約有26億人無法獲得基本衛生服務，如坐廁或蹲廁。基礎衛生設施的缺乏，讓這些地區的人群面臨更嚴峻的公共衛生形勢。

怎樣才能減少如廁過程中的水資源消耗?當然，這里并不是讓大家從自身生理上做出改變。一個重要事實是，沖馬桶用水中，相當一部分都是為了沖干凈馬桶壁上的殘留物。也就是說，不粘馬桶如果真正出現，將為解決全球的水資源與公共衛生問題做出一份貢獻。

LESS water

目前，已經有一些防水涂層用在馬桶上。這些材料面對液體效果良好，但卻不能對付固體殘留物。

現在，賓州州立大學自然靈感工程實驗室的黃得勝教授帶領研究團隊，研發了一款“超滑涂層”。使用這種涂層制造的馬桶內壁，真正做到了“不粘連”，可以使單次沖刷的用水量減少至少一半。在發表于《自然·可持續性》的論文中，他們將這款涂層命名為liquid-entrenched smooth surface，翻譯過來就是液體固定的光滑表面。其英文縮寫也相當貼切：LESS。論文第一作者，是黃得勝實驗室的博士后，本科畢業于清華大學的王京。

近10年前，在哈佛大學做博士后時，黃得勝就從豬籠草身上汲取了靈感，制造出新型超滑材料。

豬籠草，一種罕見的以昆蟲為食的植物，相信讀者一定有所耳聞。一旦獵物進入豬籠草布下的陷阱，這種植物光滑的內壁使得它們無法再爬出來，只能落入籠底，最終被分解。這是因為，豬籠草的內壁是一層蠟質材料。在微尺度上可以發現，在恰當的位置上，水起到了潤滑作用，使得昆蟲在接觸后迅速滑落。

現在，基于這樣的思路，研究團隊制造出能夠讓各種黏性物質滑落的升級版材料。

為了實現這樣的目標，馬桶內壁的材料需要滿足兩個條件：其一，表面的粗糙程度要盡可能地低，也就是馬桶內壁要盡量光滑;其二，排泄物接觸馬桶時，馬桶與空氣的界面、排泄物與空氣界面的表面自由能都要盡可能地低。要做到這一點，就要讓馬桶表面更加潤滑。

基于這樣的思路，研究團隊最終打造出革命性的LESS涂層。令人驚嘆的是，將普通的陶瓷馬桶改造成不粘馬桶，只需要兩個噴涂的步驟，用時更是只需要5分鐘。

首先，需要向普通馬桶噴涂一層聚二甲基硅氧烷的基底。這是一種長鏈聚合物，其末端可以與馬桶表面緊密相連，形成茂密的“納米毛發”。不過，這樣的“毛發”直徑只有人類頭發的百萬分之一。

這層基底打好后，第二步，也就是最后一步，是噴灑一層1毫米厚的硅油潤滑劑。硅油可以與基底的疏水聚合物緊密結合，同時對任何落下的物質起到潤滑作用。

就這樣，一款不粘馬桶改造完成了。至于效果如何，研究人員進行了多輪測試。

真的好用，但是……

首先是液體。相比于液滴在普通涂層上的駐足，落在LESS涂層上的液滴迅速滾落。當然，考慮到防水涂層已經用于一些馬桶中，這樣的測試顯然不夠令人激動。

接下來，測試的主角是人工合成的糞便。出于……各種考慮，研究人員根據糞便的黏度特征，用有機材料模擬了真實的糞便。當然，由于含水量的差異，真正的糞便黏性不盡相同，這里研究團隊在模擬時也進行了相應的調整。但無論是什么樣的“糞便”，在LESS涂層上都是如絲般順滑。

事實上，無論是液體、固體殘留物還是細菌，黏度系數相差9個數量級的物質，在這款涂層上都會立刻滑落。

當然，你可能會說，這些人造的物質和真實的排泄物怎么能一樣呢?為了進一步證實自己的結論，在研究的最后，研究團隊還是做了你們最想看的試驗——用真實的糞便，分別滴落在LESS涂層、陶瓷材料、特氟龍和硅樹脂材料上。結果和前面一樣，只有在LESS涂層上，糞便才能順溜地滑落。

使用這樣的馬桶，對于節約水資源的作用也立竿見影。研究指出，使用普通的馬桶，一般需要至少6升水，才能沖洗干凈;而對于LESS涂層，根據“糞便”含水量的差異，沖馬桶的用水量可以減少50%~90%不等。此外，這種“不粘”馬桶還可以有效杜絕細菌在馬桶內壁滋生，不僅更衛生，馬桶的氣味也不那么難聞了。

可以說，LESS涂層的效果已經得到嚴格的驗證。現在，除了在實驗室中繼續開展研究，黃得勝還帶領團隊將這項技術投入生產中。他們已經成立了一家初創公司：spotLESS材料，而基于LESS技術的產品也已開始售賣。

如果說，到目前為止的描述都令你充滿期待，接下來這個事實可能會讓你更加客觀冷靜。LESS涂層擁有眾多優點，但它也有自己的問題：不能一勞永逸。硅油屬于消耗品，沖一次少一次。沖洗大約500次后，就需要噴灑新的硅油涂層了。如果是普通的一家三口使用這款馬桶，可能一個月內就需要添加新的涂層。而聚二甲基硅氧烷基底雖然比硅油耐用，但長期使用后，也需要修補。由此引發的另一個問題是，在缺水的不發達地區，使用這類馬桶的成本似乎過于高昂。

蓋茨基金會負責水、衛生項目的高級項目官員Carl Hensman就表示，目前將這項技術用于那些發展中國家“幾乎不可能”。Hensman認為，這樣的技術令人激動，但它需要在將來得到改進，從而“最終實現可持續性”。

那么，這樣不粘連的馬桶，你想用嗎?

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