نجح علماء في جامعة غواجونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين في تصميم مرحاض جديد مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، أهم ما يميزه سطحه فائق الانزلاق، وبذلك قد تكون المراحيض التقليدية المصنوعة من الخزف والفخار في طريقها إلى الزوال.
يسبب التصاق الفضلات بسطح المرحاض تقززًا كبيرًا لمستخدميه، ولعمال النظافة أيضًا، لكن الأهم من ذلك هو الهدر الكبير للماء، إذ تحتاج تلك الفضلات إلى المزيد من المياه لإزالتها عن سطح المرحاض والتخلص منها.
عالج العلماء تلك المشكلة بصناعة مرحاض غير لاصق باستخدام مادة مكونة من مزيج من البلاستيك وحبيبات رملية تتميز بخاصية نبذ الماء hydrophobic، وطُبع المزيج بواسطة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعتمدة على الليزر، وبلغ حجم التصميم النهائي عُشر حجم المرحاض القياسي.
أظهر المرحاض فائق الانزلاق المقاوم للخدش والتآكل قدرته على طرد البراز الصناعي، وجرب العلماء مواد متنوعة أخرى. انزلق كل شيء بسلاسة إلى الأسفل ولم يلتصق به أيٌ منها، تمامًا مثل نباتات الجرة الزلقة آكلة الحشرات التي ألهمت مصممي المرحاض.
ذكر الباحثون في ورقتهم المنشورة في دورية المواد الهندسية المتقدمة Advanced Engineering Materials: «احتفظ المرحاض المصنوع بتلك الطريقة بنظافته بعد تجربته بسوائل مختلفة مثل الحليب، والرائب، والعسل، وعصيدة النشاء، ما يدل على قدرة ممتازة في طرد السوائل معقدة التركيب. علاوةً على ذلك، أظهر المرحاض فائق الانزلاق المقاوم للخدش والتآكل قدرةً كبيرةً وواضحةً على الاحتفاظ بخصائصه حتى بعد أن عرضناه للخدش ألف مرة بورق الصنفرة».
تعد هذه القدرة على تحمل الخدش والتآكل في غاية الأهمية، فقد طُورت سابقًا أسطح مراحيض تقاوم الالتصاق، لكن أسطحها كانت تبدأ في التآكل مع تكرار التنظيف، لذلك الخيار الأفضل هو للمواد التي تحافظ على خصائصها في الانزلاق لاستبدالها بالمواد التقليدية الحالية.
تمكن العلماء -باستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد- من إدخال بعض المسامية إلى سطح المرحاض لإضافة زيت السيليكون مادةً للتشحيم.
ساعد كلا الابتكارين في تحسين جودة عدم الالتصاق للمرحاض، وبالإضافة إلى ذلك، إمكانية تجديد مادة التشحيم للحفاظ على الخاصية فائقة الانزلاق للمرحاض على الدوام.
يرى العلماء أن باستخدام هذه التقنية سنحتاج إلى مياه أقل للشطف والتنظيف، وسنرى أثر ذلك بسرعة بعد تطبيقها على ملايين المراحيض.
لم تخترع المراحيض المزودة بدفق الماء بشكلها المعهود إلا منذ بضعة قرون فقط. نستهلك الآن أكثر من 141 مليار لتر يوميًا من الماء العذب على مستوى العالم في نظام دفق المياه في المراحيض، وهو رقم يناهز ستة أضعاف الاستهلاك اليومي للمياه في أفريقيا.
أضاف الباحثون في ورقتهم البحثية: «إن مفهوم الأشياء ذات القدرة الفائقة على الانزلاق والمقاومة للتآكل والمطبوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ستعزز من تطوير المواد فائقة الانزلاق وبالتالي التقليل من استهلاك المياه في مجتمعاتنا».
تكافح حاليًا أغلب دول العالم للحصول على مياه آمنة ونظيفة، وهي مشكلة متفاقمة بسبب تغير المناخ، وتبشر مثل هذه الابتكارات بإحداث فرق حقيقي في استهلاك المياه، لكن الفكرة تحتاج الآن إلى التطوير والتوسع فيها.
اقرأ أيضًا:
مرحاض ذكي لديه القدرة على اكتشاف الأمراض!
كيف تعمل: الطباعة المجسمة ثلاثية الأبعاد؟
ترجمة: عمرو أحمد
تدقيق: حسام التهامي
