物理学者が問題を起こさない小便器で大騒ぎ

人生には再発明の必要のないものもあるが（車輪が思い浮かぶ！）、カナダのウォータールー大学の物理学者チームによると、「壊れていないなら、直すな」という格言は当てはまらないという。男性用浴室施設には適用されません。

新しい飛沫のない小便器のデザイン

2022 年秋にインディアナポリスで開催された米国物理学会の流体力学部門の会議で、チームは小便器に代わるものを開発して話題になりました。飛び散りのない小便器の形状はオウムガイの殻の幾何学的形状からインスピレーションを得ており、便器から飛沫が飛び出すのを防ぎます。

チームは、まさに皆さんの期待どおりの、より優れた小便器の必要性を認識しました。 「私たちは物理学者です。小便器を使用します。私たちは皆、時々日焼けしたズボンにはね返りがあり、夏には素足で恥ずかしかったです」と、大学の機械およびメカトロニクス工学の助教授であるZhao Pan博士は言います。ウォータールー、電子メールで。彼は、「Nauti-loo」と呼ばれる新しい小便器のアイデアを生み出した研究室の責任者です。

研究助手のカヴィーシャン・アカン・トゥライラジャ氏は、「現在の設計は飛沫を防ぐために最適化されておらず、多くの場合後付けで考えられているため、一般的な小便器には飛沫は残らない。科学、工学、数学を勉強して、終わったらトイレに行くことができる」と述べた。授業中、ズボンに飛沫がつくかもしれないが、人間を月に送り、探査車を火星に乗せて原子を分裂させることができれば、きっと飛び散ることなくおしっこができるだろう。」

小便器設計の物理学

単純そうに見えるかもしれませんが、実際には小便器の設計にはかなりの物理学が関係しています。磁器の傾斜と角度、さらにそれを使用する人の身長、そして水流の力がすべて、水しぶきが起こるかどうかを決定します。ウォータールー大学のチームが標準的な小便器の使用をシミュレートするために染色した水と模擬尿管を使用したところ、かなりの飛沫が見られました。その水滴は人々の足や足、そしてバスルームの床全体に落ちたでしょう。

「私たちのほとんどは、飛沫が拡散していることには気づいていますが、それがどれほどひどいことなのかはおそらく理解していません」とトゥライラジャ氏は言う。 「これは、床がべたべたになるのは何度も旅行した結果であるという事実と、私たちの頭の中の偏見が原因のひとつです。明らかに、その混乱は他人のものであり、私自身のものではありません。」

実際には、最近になって徹底的に掃除されていない限り、平均的なバスルームは完全に水滴で覆われています。

この問題を解決するために、科学者たちは「衝突角」と呼ばれる飛沫要因の 1 つに焦点を当てたとスライラジャ氏は述べています。言い換えれば、流れと磁器が交わる角度です。彼らは、30度以下では飛沫が発生しないことを発見しました。 「したがって、私たちはこれを臨界角と呼びました」と彼は言います。 「常にこの角度で軌道と交差する曲線が欲しかったのです。これはオウムガイの殻と同じ曲線です。」

螺旋状のノーチラスが「ノーティルー」にインスピレーションを与える

オウムガイは軟体動物の一種で、イカやタコの親戚で、甲羅から水を吐き出して移動します。貝殻の螺旋形状は数学的に「完璧」であると考えられています。これは、自然幾何学の基礎の一部として中世に導入されたフィボナッチ数列を視覚的に表現したものです。

オウムガイの殻は、対称的な殻を完璧の象徴と考えていた古代ギリシャ人の時代から数学と科学の象徴でした。これは、ジュール・ヴェルヌが小説『海底二万マイル』の中でネモ船長の潜水艦に付けた名前であり、人気の科学雑誌のタイトルでもあります。

現在、この場所は、おしっこをするのに最適な場所のインスピレーションとなり、その同名場所としても知られるようになるかもしれません。

「次のステップは知的財産保護の確保、そして製造です」とトゥライラジャ氏は言う。 「私たちはこれがバスルームでも見られることを願っています。」科学者らは、Nauti-looに切り替えることでバスルームがより衛生的な場所になり、「水、化学物質、掃除に必要な労力を節約できる」と期待している。