Todos los días, se usan más de 141 mil millones de litros de agua únicamente para descargar los inodoros. Con millones de ciudadanos del mundo que experimentan escasez de agua, ¿qué pasaría si esa cantidad pudiera reducirse en un 50%?
La posibilidad puede existir a través de una investigación realizada en Penn State, publicada hoy 18 de noviembre en Sostenibilidad de la naturaleza .
"Nuestro equipo ha desarrollado un sólido revestimiento bio-inspirado, líquido, repelente de lodos y bacterias que esencialmente puede hacer que un inodoro se autolimpie", dijo Tak-Sing Wong, Profesor de Ingeniería de Wormley Early Career y profesor asociado de mecánicaingeniería e ingeniería biomédica.
En el Laboratorio Wong de Ingeniería Inspirada en la Naturaleza, ubicado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y el Instituto de Investigación de Materiales, los investigadores han desarrollado un método que reduce drásticamente la cantidad de agua necesaria para descargar un inodoro convencional, que generalmente requiere 6 litros.
Desarrollado conjuntamente por Jing Wang, un doctorado graduado del laboratorio de Wong, el revestimiento de superficie lisa MENOS incrustado en líquido es un aerosol de dos pasos que, entre otras aplicaciones, se puede aplicar a una taza de inodoro de cerámica., creado a partir de polímeros injertados molecularmente, es el paso inicial en la construcción de una base extremadamente suave y repelente de líquidos.
"Cuando se seca, el primer aerosol produce moléculas que parecen pelitos, con un diámetro de aproximadamente 1,000,000 veces más delgado que el de un humano", dijo Wang.
Si bien esta primera aplicación crea una superficie extremadamente lisa como está, la segunda aplicación infunde una capa delgada de lubricante alrededor de esos "pelos" nanoscópicos para crear una superficie súper resbaladiza.
"Cuando colocamos ese revestimiento en un inodoro en el laboratorio y le echamos materia fecal sintética, esta la materia fecal sintética simplemente se desliza hacia abajo y nada se pega el inodoro", dijo Wang.
Con esta novedosa superficie resbaladiza, los inodoros pueden limpiar eficazmente los residuos del interior del tazón y eliminar los desechos con solo una fracción del agua previamente necesaria. Los investigadores también predicen que el revestimiento podría durar alrededor de 500 descargas en un inodoro convencional antesse necesita una nueva aplicación de la capa de lubricante.
Mientras que otras superficies resbaladizas con infusión de líquido pueden tardar horas en curarse, el MENOS recubrimiento de dos pasos tarda menos de cinco minutos. Los experimentos del investigador también encontraron que la superficie repeleba eficazmente las bacterias, particularmente aquellas que propagan enfermedades infecciosas y olores desagradables.
Si fuera ampliamente adoptado en los Estados Unidos, podría dirigir recursos críticos hacia otras actividades importantes, hacia áreas afectadas por la sequía o hacia regiones que experimentan escasez crónica de agua, dijeron los investigadores.
Impulsados por estas soluciones humanitarias, los investigadores también esperan que su trabajo pueda tener un impacto en el mundo en desarrollo. La tecnología podría usarse dentro de inodoros sin agua, que se usan ampliamente en todo el mundo.
"La popó pegada al inodoro no solo es desagradable para los usuarios, sino que también presenta serios problemas de salud", dijo Wong.
Sin embargo, si un inodoro o urinario sin agua usara el revestimiento MENOS, el equipo predice que este tipo de accesorios serían más atractivos y más seguros para un uso generalizado.
Para abordar estos problemas en los Estados Unidos y en todo el mundo, Wong y sus colaboradores, Wang, Birgitt Boschitsch y Nan Sun, todos ex alumnos de ingeniería mecánica, comenzaron una nueva empresa.
Con el apoyo del TechCelerator de Ben Franklin Technology Partners, la National Science Foundation, el Departamento de Energía, la Oficina de Investigación Naval, la Competencia del Plan de Negocios Rice y Y-Combinator, su compañía, spotLESS Materials, ya está trayendo el MENOSrecubrimiento al mercado.
"Nuestro objetivo es llevar tecnología impactante al mercado para que todos puedan beneficiarse", dijo Wong. "Para maximizar el impacto de nuestra tecnología de recubrimiento, necesitamos sacarla del laboratorio".
Mirando hacia adelante, el equipo espera que los Materiales INALÁMBRICOS desempeñen un papel en el mantenimiento de los recursos hídricos del mundo y continúen expandiendo el alcance de su tecnología.
"Como investigador en un entorno académico, mi objetivo es inventar cosas de las que todos puedan beneficiarse", dijo Wong. "Como Penn Stater, veo que esta cultura se amplifica a través del emprendimiento, y estoy emocionado de contribuir."
Otros coautores del artículo de Penn State incluyen a Lin Wang, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales; Hui Li, graduado doctoral del Departamento de Ingeniería Biomédica; Margo Corsetti, una alumna de ingeniería mecánica; y Pak Kin Wong, profesorde ingeniería biomédica. Los colaboradores internacionales del trabajo incluyen Ross Tierney, doctorado y profesor Leon Williams del Centro de Diseño Creativo Competitivo de la Universidad de Cranfield, Reino Unido.
Este trabajo es apoyado por la National Science Foundation, el Wormley Family Early Career Professorship y el Humanitarian Materials Initiative Award, que está financiado por Covestro y el Instituto de Investigación de Materiales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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