◎長(zhǎng)沙市大同小學(xué) 朱一冉

在長(zhǎng)沙，共享電動(dòng)自行車(chē)成了人們喜愛(ài)的“共享”公共交通出行工具。疫情期間，為做好公共衛(wèi)生防控工作，工作人員會(huì)對(duì)公共場(chǎng)所進(jìn)行消毒，而停放在街頭巷尾的共享電動(dòng)自行車(chē)卻被“遺忘”了，沒(méi)有專人給它們消毒殺菌。而這些共享電動(dòng)自行車(chē)每天被人們交替使用，車(chē)把手難免會(huì)成為細(xì)菌的聚集地。我不禁擔(dān)憂起來(lái)，如何才能避免“共享”共享電動(dòng)自行車(chē)的細(xì)菌呢？

我將自己的發(fā)現(xiàn)和擔(dān)憂告訴了科學(xué)老師劉老師，他建議我實(shí)地調(diào)查。我們隨機(jī)選取了長(zhǎng)沙市的5 個(gè)區(qū)域共10 輛不同品牌的共享電動(dòng)自行車(chē)，檢測(cè)車(chē)把手的菌落總數(shù)。

通過(guò)分析菌落總數(shù)，我發(fā)現(xiàn)，停放在人流量大的地方的共享電動(dòng)自行車(chē)和車(chē)把手防滑紋路深的共享電動(dòng)自行車(chē)的車(chē)把手細(xì)菌總數(shù)要多一些。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，10 輛被檢測(cè)車(chē)輛中僅有1 輛菌落總數(shù)沒(méi)有超標(biāo)，90%的共享電動(dòng)自行車(chē)衛(wèi)生狀況堪憂。

圖1 街頭的共享電動(dòng)自行車(chē)

圖2 檢測(cè)共享電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把手的菌落總數(shù)

我決定設(shè)計(jì)一套裝置對(duì)共享電動(dòng)自行車(chē)的車(chē)把手進(jìn)行消毒殺菌，在公共衛(wèi)生保障上為大家提供便利。我將常見(jiàn)的殺菌消毒方式如用消毒濕巾擦拭、紫外線照射等的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，從是否方便快捷、對(duì)環(huán)境有無(wú)二次污染、殺菌效率等方面綜合考慮，最終選擇紫外線照射消毒。

在街頭測(cè)量了多個(gè)品牌的共享電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把手的尺寸后，我將爺爺?shù)谋＝∷幩幤亢图埥砗凶鳛閳A柱體消毒套筒的制作材料，它們的材質(zhì)都是PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）的，再在網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)3 種不同波段的深紫外LED 燈珠、控制開(kāi)關(guān)、伸縮電線等材料，然后用焊錫絲和熱熔膠槍將這些元件焊接在一起。最后，我在裝置表面噴上遮光漆，以保護(hù)使用者的眼睛。

保健藥藥瓶和紙巾盒套疊而成的消毒套筒可以貼合地套在共享電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把手上，里面裝有3 種不同波段的深紫外LED 燈珠進(jìn)行消毒殺菌。

后來(lái)，我決定增加“智能化檢測(cè)”功能，讓這套裝置具有實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)把手的菌落總數(shù)的功能。如果數(shù)值超標(biāo)，就會(huì)發(fā)出警示聲提醒使用者車(chē)把手存在衛(wèi)生隱患。

有難度的是，如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)檢測(cè)菌落總數(shù)”呢？我之前使用ATP 熒光檢測(cè)，需要用拭子擦拭物體表面，每次檢測(cè)都需要一根新拭子，而且這種拭子需要低溫保存。消耗型的檢測(cè)裝置成本高，損耗物存在對(duì)環(huán)境二次污染的可能，安裝在共享電動(dòng)自行車(chē)上肯定不行。

在一堂關(guān)于微生物的科學(xué)課上，老師告訴我們濕度對(duì)微生物的生長(zhǎng)和繁殖有影響……我靈光一現(xiàn)：既然直接檢測(cè)條件不具備，那能不能從側(cè)面反映菌落總數(shù)情況，比如檢測(cè)其他信息——車(chē)把手的濕度、二氧化碳濃度等呢？有了這個(gè)思路，我和劉老師借用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行“細(xì)菌與環(huán)境濕度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得很順利，我們得到了理想的數(shù)據(jù)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，細(xì)菌周?chē)諝獾臐穸扰c細(xì)菌數(shù)量呈正相關(guān)——細(xì)菌周?chē)諝獾臐穸仍酱?，?xì)菌數(shù)量越多。其中，當(dāng)空氣濕度超過(guò)70%時(shí)，菌落總數(shù)達(dá)到一個(gè)峰值。這為菌落總數(shù)警報(bào)值的設(shè)定提供了依據(jù)。

最終，歷時(shí)一年多，一共進(jìn)行三次換代改進(jìn)，我完成了共享電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把手智能化檢測(cè)與消毒裝置的制作。

第三代樣機(jī)更小巧，消毒套筒的外殼是定制的，能夠更加貼合共享電動(dòng)自行車(chē)的車(chē)把手。消毒套筒內(nèi)部裝有濕度檢測(cè)單片機(jī)，能夠在幾秒鐘內(nèi)實(shí)時(shí)判斷車(chē)把手的菌落總數(shù)情況，當(dāng)菌落總數(shù)超標(biāo)時(shí)發(fā)出警示聲，提醒使用者先消毒再騎行。同時(shí)，消毒套筒的內(nèi)壁按比例安裝了三種不同波段的深紫外LED 燈珠，能對(duì)各種細(xì)菌、病毒進(jìn)行有針對(duì)性地消殺。我還安裝了設(shè)定時(shí)間為20 秒的消毒計(jì)時(shí)提醒模塊，消毒時(shí)間一到，它就會(huì)發(fā)出“嘀嘀”聲，提示消毒結(jié)束。經(jīng)測(cè)試，裝置對(duì)車(chē)把手照射20 秒，消毒殺菌率達(dá)到了86.5%。

為了防止消毒套筒被損壞，并考慮到人們需要用手拿取消毒套筒，我制作了一個(gè)帶有托架的翻蓋保護(hù)盒，保護(hù)盒通過(guò)可伸縮電線與消毒套筒相連，保護(hù)盒內(nèi)壁也裝有深紫外LED 燈珠，可以給消毒套筒消毒。保護(hù)盒可以安裝在車(chē)筐中或者車(chē)架上，連接共享電動(dòng)自行車(chē)的電瓶，為整個(gè)裝置提供電力。

圖5 制作第三代樣機(jī)

圖6 第三代樣機(jī)實(shí)物圖

共享電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把手智能化檢測(cè)與消毒裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。裝置內(nèi)多個(gè)波段的深紫外LED 燈珠組合布局，實(shí)現(xiàn)高效消毒殺菌。裝置不僅可對(duì)車(chē)把手消毒殺菌，還能兼顧消毒套筒和保護(hù)盒的消毒，減少二次污染。另外，裝置可實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)把手的污染程度，一旦出現(xiàn)異常就報(bào)警，全面保障使用者的健康。裝置“共享”共享電動(dòng)自行車(chē)的電源，達(dá)到節(jié)能的目的。

之后，我將繼續(xù)完善這個(gè)作品，考慮將電源開(kāi)啟納入“掃車(chē)身二維碼開(kāi)啟共享電動(dòng)自行車(chē)”的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。

圖7 街頭樣機(jī)測(cè)試殺菌前后菌落總數(shù)對(duì)比

推薦理由：

共享公共交通工具，不“共享”公共交通工具上的細(xì)菌！朱一冉同學(xué)關(guān)注防疫大趨勢(shì)下的細(xì)分領(lǐng)域，著眼于解決公共交通的衛(wèi)生隱患，提高人們的衛(wèi)生意識(shí)，運(yùn)用組合創(chuàng)新法發(fā)明集消毒殺菌、實(shí)時(shí)檢測(cè)菌落總數(shù)、報(bào)警功能于一體的衛(wèi)生安全作品。作品智能化程度高，使用方便，值得推薦！