◆深圳市第七高級中學(xué) 李杰瑞

我的爸爸經(jīng)常出差，每次回家打開牙具盒時都會聞到一股難聞的氣味，他說這是被“捂”出來的。能不能想個辦法將牙具盒內(nèi)的細(xì)菌消滅掉呢？通過查找資料我了解到，牙具在使用過程中，其表面會沾染很多對人體有害的細(xì)菌和微生物。特別是便攜牙具盒內(nèi)的濕度大且不通風(fēng)，更加有利于微生物的滋生。

我還注意到，現(xiàn)有的牙具消毒裝置大多為柜式或箱式，體積較大，且都是針對衛(wèi)生間等固定場所使用。于是，我萌發(fā)了發(fā)明一種具有消毒功能的便攜牙具盒的想法。

一、基本思路

借鑒現(xiàn)有牙具消毒設(shè)備的消毒方式和結(jié)構(gòu)，針對現(xiàn)有便攜牙具盒中密閉、潮濕、易滋生細(xì)菌的弊端，在便攜牙具盒的盒蓋內(nèi)側(cè)安裝紫外線發(fā)射裝置。設(shè)計電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終進(jìn)行組裝。結(jié)構(gòu)如圖1 所示，實(shí)物如圖2 所示。

圖1 結(jié)構(gòu)圖

圖2 便攜式紫外線消毒牙具盒

二、工作原理

使用牙具后，將牙具盒體底部的磁條靠近盒蓋，干簧管繼電器觸點(diǎn)在磁條的作用下閉合，電源電壓經(jīng)過電阻R1 加在三極管VT1 的基極，三極管VT1 導(dǎo)通，紫外線二極管通過發(fā)射紫外線對盒體進(jìn)行消毒。

磁條與盒蓋分離后，干簧管繼電器的觸點(diǎn)斷開。電容C1 通過電阻R1 向三極管VT1釋放電荷，定時電路開始工作，一次消毒時間預(yù)設(shè)為3～5 分鐘。電容C1 的電荷釋放完畢后，定時結(jié)束，紫外線二極管熄滅，消毒完成。電路處于待機(jī)狀態(tài)。

圖3 電路原理圖

三、實(shí)驗(yàn)測試

經(jīng)過試用，發(fā)現(xiàn)2 個紫外線二極管的消毒效果較差。將紫外線二極管增加到4 個后，對密封在塑料袋的臟抹布進(jìn)行消毒效果實(shí)驗(yàn)。將磁性膠條粘在牙具盒底部，將電路組裝到便攜牙具盒的頂蓋部并進(jìn)行防水處理。

試用組裝好的牙具盒，牙具盒中那股難聞的氣味基本消除，證明消毒效果良好。

四、創(chuàng)新點(diǎn)

利用紫外線二極管和定時電路，對便攜式牙具盒的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行消毒，杜絕對人體有害的細(xì)菌在牙刷上滋生，把住“病從口入”關(guān)。消毒電路的開關(guān)采用干簧管繼電器，提高了電路的防水性能。

五、進(jìn)一步設(shè)想

（一）在消毒的同時，將牙具盒內(nèi)的濕氣排出盒外。

（二）當(dāng)牙刷的使用次數(shù)超出使用期限后，語音提示使用者更換牙刷。

專家點(diǎn)評

李杰瑞同學(xué)的便攜式紫外線消毒牙具盒，是一件創(chuàng)客作品。這個作品的完成，首先體現(xiàn)李杰瑞同學(xué)富有愛心和強(qiáng)烈的責(zé)任心。因?yàn)楦咧须A段的學(xué)習(xí)壓力大、時間緊，要完成這個作品就得花一定的時間，付出一定的精力。如果不具備這種情感和品格，這項作品就不可能完成。其次是體現(xiàn)李杰瑞同學(xué)具有初步的科技創(chuàng)新實(shí)踐能力。這個作品看似簡單，但要很好地實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求，達(dá)到真正給牙具消毒的目的，材料的配備、電路的設(shè)計、制作裝配、實(shí)驗(yàn)測試等，有一定的難度。因此，通過對這個創(chuàng)客作品的探究實(shí)踐，李杰瑞同學(xué)相關(guān)的知識與技能等無疑都有提升。

這里提出的建議是，高中生進(jìn)行科技創(chuàng)新實(shí)踐活動的目的，就是要在有限的時間盡可能使批判性思維、跨學(xué)科知識與部分新技術(shù)的應(yīng)用、創(chuàng)新能力與創(chuàng)新品格等得到培養(yǎng)，因此在科創(chuàng)實(shí)踐時，應(yīng)盡可能做具有原創(chuàng)性的課題，這樣才更有利于自身的創(chuàng)新成長。