توالت های نچسب، استفراغ مصنوعی و حفظ محیط زیست

عناوین روزنامه‌ها هفته گذشته فریاد زدند: «دانشمندان روکش لغزنده توالت ساخته‌اند که از چسبیدن مدفوع جلوگیری می‌کند.» نظرات در مورد وضعیت سیاسی، معمول بحث در مورد روش “درست” آویزان کردن رول های دستمال توالت، و جناس با کیفیت های متفاوت.

همچنین بیش از یک نفر پرسیده بودند که چرا، با توجه به همه چیز در حال حاضر، دانشمندان وقت خود را صرف چیزی می کنند که به نظر می رسد خیلی فوری نیست. از این گذشته ، کاسه های توالت سرامیکی در حال حاضر کاملاً لغزنده هستند. برس توالت وجود دارد. ما تعداد بی شماری از مواد شیمیایی تمیز کننده توالت داریم. مطمئنا اولویت های بالاتری وجود دارد؟ تلاش برای مقابله با فاجعه زیست محیطی در انتظار، می گویند؟

اما نکته اینجاست که از نقطه نظر محیطی، توالت های سیفون بسیار مهم هستند. اگر به اندازه کافی خوش شانس هستید که در جایی زندگی می کنید که در همه جا وجود دارد، به راحتی می توانید آنها را بدیهی تلقی کنید، اما این را در نظر بگیرید: برای شستشوی یک توالت کم مصرف حداقل پنج لیتر آب مصرف می شود (برای مدل های قدیمی خیلی بیشتر، اگر کمی کمتر از تابع “نیمه فلاش” استفاده می کنید). اغلب این آب کاملاً تمیز است که از طریق تصفیه آب انجام شده است، اما بلافاصله به طور مؤثر به فاضلاب تبدیل می شود. حالا تصور کنید که چیزی دارید که کمی… آهم… چسبنده برای شستن. چه کار میکنی؟ توالت را دوبار شستشو می دهید. شاید بیشتر. شما برس توالت و بطری پاک کننده توالت را می شکنید و احتمالاً حداقل یک بار دیگر شستشو می دهید تا کاسه تمیز بماند.

در نظر بگیرید که یک فرد به طور متوسط ​​تقریباً پنج بار در روز از توالت استفاده می کند و بر جمعیت ضرب می شود، و حتی فقط در بریتانیا، ما به میلیاردها لیتر آب در روز نگاه می کنیم. در سطح جهانی، تخمین زده می شود که روزانه 141 میلیارد لیتر آب شیرین برای شستشوی توالت ها استفاده می شود و در برخی از خانه ها می تواند یک چهارم تولید فاضلاب داخلی را تشکیل دهد. این مقدار زیادی آب شیرین است که ما به معنای واقعی کلمه در توالت می ریزیم.

در بریتانیا کمی باران می بارد، بنابراین، به جز تابستان های خشک گاه به گاه، بریتانیایی ها عادت ندارند بیش از حد نگران تامین آب باشند. برعکس، اگر چیزی باشد. اما ما باید راه خود را تغییر دهیم. در یک سخنرانی در ماه مارس سال جاری، سر جیمز بیوان، مدیر اجرایی آژانس محیط زیست، هشدار داد که بریتانیا ممکن است در ۲۵ سال آینده با مشکلات جدی تامین آب به دلیل تغییرات آب و هوایی، رشد جمعیت و مدیریت ضعیف آب مواجه شود.

حتی با کنار گذاشتن این هشدارها، تصفیه آب از انرژی و منابع استفاده می کند. از فیلترهایی استفاده می شود که باید تمیز و تعویض شوند، منعقد کننده های شیمیایی و کلر (معمولاً به صورت سطوح پایین دی اکسید کلر) باید اضافه شوند. گاهی اوقات از دوز ازن استفاده می شود. PH آب باید بررسی و تنظیم شود. همه این مواد شیمیایی باید قبل از استفاده برای تصفیه حدود 17 میلیارد لیتر آبی که هر روز به خانه ها و مشاغل بریتانیا تحویل داده می شود، تولید شوند. و البته، کل فرآیند تصفیه آب باید به طور مستمر و با دقت نظارت شود که به تجهیزات و افراد نیاز دارد. هیچ کدام از اینها به صورت رایگان ارائه نمی شود.

بنابراین، بله، صرفه جویی در آب شیرین مهم است. وصل کردن نشتی ها و استفاده از وسایل کم مصرف آب حیاتی است. و با توجه به اینکه همه باید چندین بار در روز به توالت بروند، کارآمدتر کردن توالت ها به طور بالقوه یک صرفه جویی واقعاً قابل توجه است. یک سطح فوق العاده نچسب توالت می تواند به معنای نیاز به شستشوی کمتر و احتمالاً محصولات تمیز کننده کمتری باشد – صرفه جویی در آلودگی شیمیایی.

سطح فوق لغزنده جدید توسط جینگ وانگ در گروه مهندسی مکانیک دانشگاه میشیگان توسعه داده شد. این یک سطح صاف با نفوذ مایع (LESS) نامیده می شود و در دو مرحله اعمال می شود. ابتدا یک اسپری پلیمری که خشک می شود و رشته های مو مانند در مقیاس نانو را تشکیل می دهد. اسپری دوم این “موها” را با یک لایه نازک روان کننده کاملاً می پوشاند و سطحی فوق العاده صاف و بسیار لغزنده را تشکیل می دهد. محققان سطح را با مایعات مختلف و مواد مدفوع مصنوعی آزمایش کردند و تفاوت – همانطور که در ویدیوی این صفحه مشاهده می شود – واقعاً شگفت انگیز است.

یک لحظه نگه دارید، ماده مدفوع مصنوعی؟ شرط می بندم هیچ کس که مدرک مهندسی می گیرد تصور نمی کند که روزی ممکن است به دقت در مورد ساخت و ساز مدفوع مصنوعی فکر کند. اما در واقع، وقتی به آن فکر می کنید، بسیار مهم است. جدا از جنبه های ایمنی و وحشت محض ایده، شما نمی توانید از چیز واقعی برای آزمایش چنین چیزی استفاده کنید. برای شروع باید مطمئن شوید که قوام با دقت کنترل شده ای دارد. این اساسی ترین اصل است، اینطور نیست؟ اگر می خواهید چیزی را آزمایش کنید، باید متغیرهای خود را کنترل کنید.

در واقع، حتی یک مقیاس وجود دارد. این مقیاس مدفوع بریستول نامیده می شود و از «سخت» به «کاملاً مایع» تبدیل می شود. Poo مصنوعی مخلوطی از مخمر، پسیلیوم، روغن بادام زمینی، میسو (اگر لازم بود، اثبات می کند که میسو واقعا همه چیز را بهبود می بخشد)، پلی اتیلن گلیکول، کلسیم فسفات، سلولز و آب است. مقدار آب برای مطابقت با نقاط مختلف در مقیاس بریستول تنظیم می شود. آیا علم و مهندسی سرگرم کننده نیست؟

به هر حال. بازگشت به فناوری نچسب. این سطح جدید را می توان بر روی انواع مواد از جمله سرامیک و فلز اعمال کرد و مایعات و “جامدات ویسکوالاستیک” را دفع می کند (مواد قابل کشش اما در مقابل جریان نیز مقاومت می کند: به غیر از poo، لجن PVA نمونه دیگری است) بسیار موثرتر از انواع دیگر. از سطوح نچسب در واقع، محققان می گویند که این ماده تا 90 درصد حتی از بهترین مواد دافع موثرتر است و تخمین می زنند که میزان آب مورد نیاز برای تمیز کردن سطحی که به این روش درمان می شود، 10 درصد آب مورد نیاز برای سطوح معمولی است. آنها همچنین توانستند نشان دهند که باکتری ها به مواد با پوشش کمتری نمی چسبند، به این معنی که حتی اگر از آب تصفیه نشده برای شستشوی توالت استفاده شود، بدون نیاز به مواد شیمیایی اضافی، بهداشتی باقی می ماند.

پتانسیل کاهش 141 میلیارد لیتر آب به میزان 10 برابر (متاسفم) قابل استشمام نیست. به علاوه، در برخی مناطق، منابع آب آماده و امکاناتی برای تمیز کردن توالت‌ها در دسترس نیست. استفاده از LESS به طور بالقوه می تواند گسترش عفونت را کاهش دهد.

یک کوپلیمر پیوند دارای زنجیره های جانبی است که از زنجیره اصلی منشعب می شوند – این زنجیره های جانبی “موهایی” هستند که توسط محققان توصیف شده اند.

بنابراین این عملیات سطحی از چه ساخته شده است؟ این اطلاعات به طور گسترده گزارش نشده است، اما بسیار مهم به نظر می رسد، به ویژه به این دلیل که برنامه های کاربردی LESS تخمین زده می شود که حدود 500 شستشو دوام داشته باشد، که نشان می دهد که استفاده مجدد به طور منظم و، شاید نگران کننده تر، هر چه باشد، مورد نیاز خواهد بود. در حال عبور از منبع فاضلاب است.

جای تعجب نیست که در مورد آرایش دقیق آن مقدار مشخصی ابهام وجود دارد، اما من جزئیاتی را پیدا کردم. اولاً، این چیزی است که به عنوان یک پلیمر پیوند شناخته می شود، یعنی یک زنجیره پلیمری با زنجیره های جانبی بلند متصل – اینها “موهایی” هستند که توسط محققان توصیف شده اند.

در مرحله دوم، رشته های پلیمری بر پایه پلی دی متیل سیلوکسان یا PDMS هستند. این ممکن است وحشتناک به نظر برسد، اما واقعاً اینطور نیست. PDMS (همچنین به عنوان دایمتیکون شناخته می شود) یک سیلیکون است – ترکیبی از سیلیکون، اکسیژن، کربن و هیدروژن. این ترکیبات در همه جا ظاهر می شوند. آنها از لنزهای تماسی، شامپوها و حتی به عنوان افزودنی های غذایی استفاده می کنند. آه، و روان کننده های کاندوم. بنابراین… بسیار بی ضرر. در واقع، آنها هیچ اثر مضر یا ارگانیسم یا محیطی ندارند. یک نکته منفی این است که PDMS زیست تخریب پذیر نیست، اما قابل تجزیه است است چیزی که قبلاً در تأسیسات تصفیه آب جذب شده است، بنابراین نیازی به ایجاد هیچ چیز جدیدی برای مقابله با آن نیست.

در نهایت، روان‌کننده‌ای که در مرحله دوم درمان روی زنجیره‌های پلیمری اسپری می‌شود تا سطح را از نظر نانوسکوپی صاف کند (یعنی صاف در مقیاس 1 میلیاردم متر) روغن سیلیکونی ساده و قدیمی است که دوباره ، چیزی با تأثیر زیست محیطی کم و به طور کلی بسیار ایمن در نظر گرفته می شود.

مثل همیشه با ملاحظات زیست محیطی، انتخاب حداقل بدترین گزینه است، و استفاده از این پوشش‌ها مطمئناً گزینه بهتری نسبت به هدر دادن میلیاردها گالن آب شیرین گرانبها است.

به طور خلاصه، جدای از عناوین احمقانه، به نظر می رسد که بهتر کردن توالت ها ممکن است یک مشکل بسیار مهم باشد. شاید وقت آن رسیده است که علیه توالت خشمگین شوید.

---

صفحه فیس بوک Chronicle Flask را برای به روز رسانی های منظم لایک کنید یا دنبال کنید @potassium-nitrate.ir در توییتر. محتوا © Kat Day 2019 است. می‌توانید هر چیزی را در اینجا به اشتراک بگذارید یا به آن پیوند دهید، اما در صورت انجام باید به این سایت مراجعه کنید. اگر از خواندن وبلاگ من لذت می برید، لطفاً با استفاده از دکمه زیر از طریق Ko-fi برای من قهوه بخرید.