Physiker erstellen "Urin schwarze Löcher" zur Lösung des Problems der Spritzschutz

Gute Nachrichten für Khaki gekleidete Männer geplagt von gesprenkelte Färbung ihrer Hose aus Urin Spritzen zurück: Physiker haben finden Sie das optimale Unterdrückung von Splash Design für die Einfügung einer Urinal, wodurch ein "Urin schwarzes Loch." Urin wird, aber es kann nicht wieder raus.

"Seit der Mitte des 19. Jahrhunderts, haben eingetragene und modebewusste Eigentümer der Khaki Hosen von unerwünschten Speckle-Muster Splash zurück beim Wasserlassen infolge geplagt." So beginnt die Zusammenfassung für die jüngsten Arbeiten im Urin Spritzer Dynamik von Tadd Truscott, Direktor der Utah State University Splash Lab, und sein Doktorand, Randy Hurd. Hurd präsentierten ihre Ergebnisse Anfang dieser Woche bei einem Treffen der American Physical Society Division für Fluiddynamik in Boston.

Zurück im Jahr 2013 brachte das Splash Lab (dann an der Brigham Young University) uns praktische Tipps, wie Männer vermeiden könnte Färbung ihrer Khaki-Hosen mit Urin Spritzer zurück, während der Notdurft in Toiletten. Auf der Toilette sitzend ist die beste Methode, da es weniger Abstand für die Pisse auf seinem Weg in die Schüssel abdecken. (Eine informelle Umfrage von männlichen bekannten offenbart eine überraschend hohe Zahl, die diese "Hands-free" Methode, verwendet haben, insbesondere dann, wenn sie waren in der Mitte ein gutes Buch oder wollte nicht aufhören zu spielen ein handheld Videospiel.)

Wenn Sie sich für die klassische stehende Technik entscheiden, beraten die Wissenschaftler stehen so nah wie möglich an das Urinal wie möglich, und leiten den Strom bei einem Winkel nach unten in Richtung der Rückseite des Urinals. Das erzeugt weniger Spritzer zurück.

Aber nicht jeder Mann wird gute Anti-Spritzschutz-Technik haben, und einige vielleicht gerade nicht darum, ob ihrer Pisse ganz über dem Platz spritzt. (Wenn Sie einer jener Männer sind – grob.) Also wandte sich Truscott und Hurd ihre Urinal Einsätze als Mittel des Haltens Badezimmer sauber trotz menschlichen Schwächen. Sie hofften, das ideale Design zu identifizieren, die "Splash für Sie unterdrücken würde auch wenn Sie schlechte Technik." Oder bist du auch verdammt faul zu kümmern.

Ich hatte keine Ahnung, dass Urinal Einsätze überhaupt existiert, geschweige denn die Wissenschaft geht, die in ihrem Design. Hurd sah Lose verschiedene Entwürfe und fand, dass sie in drei große Kategorien fielen. Die erste stützt sich auf saugfähigen Tuch auf ein Minimum Plätschern zu halten. Allerdings nicht diese Stoffe absorbieren Flüssigkeit schnell genug, und bald gesättigt ist, wodurch nur das Problem noch schlimmer. "Siehst du eine davon in einem Badezimmer, Sie hatte am besten zu einem Stall, bewegen Sie einfach" beriet Truscott und Hurd Gizmodo per e-Mail.

Eine zweite Art von Insert nimmt eine Art Wabenstruktur: eine erhöhte Ebene (halten von kleinen Säulen) mit Löchern, so dass Tropfen aber passieren aber Spritzen nicht heraus kommt. Diese Arbeiten okay, nach Hurd und Truscott, aber "sie sind in der Regel nicht hoch genug und Pools erstellen." Der Urin. Eww.

Das dritte Design, mit einer Reihe von Säulen, scheint die beste Arbeit, aber hat das gleiche Problem wie die zweite Art: die Säulen sind nicht groß genug, um die Bündelung zu verhindern.

Truscott und Hurd überlegte, wie Sie auf die Säule Array Design verbessern, und teilweise Inspiration fand in einer bestimmten Art von superabsorbierenden Moos (Syntrichia Caninervis), das in sehr trockenen Klimas gedeiht und ist somit sehr gut zu sammeln und Speichern von so viel Wasser wie möglich.

Sie hatte gerade einen Vortrag über die einzigartigen winzigen Strukturen auf das Moos, die es so eine effiziente Wasser-Halter, in der Lage machen, wertvolle Tropfen von Dunst und Nebel aufzulesen. Es ist auch ausreichend spongey, Wasser mit sehr kleinen Spritzer aufzunehmen. "Seine Struktur erlaubt die Tröpfchen zu tief einsinken und verformt sich rund um das Tröpfchen zu spritzen", sagte der Wissenschaftler.

Welches Material könnte das Moos superabsorbierenden Eigenschaften nachahmen? Sie waren fasziniert von den Möglichkeiten der sogenannten Vantablack — vielleicht lesen Sie die Schlagzeilen erklärt es das schwärzeste Material je gemacht habe. Pro Hurd und Truscott:

"Die Substanz besteht aus einem hohen (relativ) Wald von Kohlenstoff-Nanoröhren in welches Licht geben, aber kommt nicht heraus. Betrachten von Bildern dieses Materials ist sehr unheimlich, weil es nicht Licht in irgendeiner Weise zu reflektieren. "Wir dachten, wenn es mit Licht arbeitet, vielleicht wir die Bedingungen zu finden, mit denen es arbeiten mit Tröpfchen (an den Physiker) oder pinkeln (für den amerikanischen arbeitenden Menschen)."

Es ist ein schwarzes Loch analog, mit anderen Worten. So das Urinal einfügen Hurd und Truscott entworfen beschäftigt eine ähnliche Struktur. Sie simuliert Urin-Streams mit Wassertropfen und verwies sie an verschiedenen Probe Säule Arrays, Variation der Säule Höhe und Abstand, unter anderen Variablen, um die optimale Kombination für Splash Unterdrückung zu finden.

Letztlich ist die erkunden die Physik der Tröpfchen Auswirkungen über viel mehr als reduzierende Urin Backsplash; Das ist nur die offensichtlichen (und bunt) Anwendung. "Während wir die Verbindung zum Urinale interessant finden, wir sind zuversichtlich, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft Interesse in der Interaktion zwischen der Spritzen, Tropfen und die Säulen und das Verständnis, wie Säulen eingesetzt werden können, zu unterdrücken, das Plätschern der Auswirkungen auf die Tröpfchen haben wird", sagte Truscott und Hurd.

[Hurd, R. Et al. (2015) "Erstellen ein Urin schwarzes Loch" Präsentation M32.10, 68. Jahrestagung des APS Abteilung für Fluiddynamik, 24. November 2015.]

[Via Improbable Research]

Bilder: (oben( ) Ekkapop Sittiwantana über Shutterstock. (unten): Säule-Array Urinal einfügen "," über das Splash Lab.