楊慶成
在全球知名的第44屆日內瓦國際發明展上,來自中國浙江大學能源工程學院、以李啟章為首的大學生發明團隊參展的第二代智能“空氣洗手裝置”項目,獲得了金獎及意大利代表團特別大獎。
其實,早在2015年9月,李啟章就代表團隊帶著第一代智能“空氣洗手裝置”參加了由中國工程院、美國國家工程院和英國皇家工程院主辦的“全球重大挑戰峰會”學生日競賽單元,擊敗麻省理工學院、劍橋大學等14所高校的學生團隊項目,獲得金獎。
2013年,中國長江以南大部地區出現了歷史罕見的持續高溫少雨天氣,杭州38℃以上的酷熱天氣日數為近50年來之最,浙江境內的一些地方以至于出現了飲用水告急的情況。一天傍晚,李啟章的同班同學陳璞陽在食堂飯后洗手時,突然冒出一個念頭:眼下用水這么金貴,能不能用空氣流替代水流洗手,節約用水呢?
要是換了別人,這個“古怪的念頭”可能就是一句玩笑話,然而,對于陳璞陽、李啟章這些學過流體力學的人而言,卻是一個很有創意的點子。兩位學霸說干就干。他倆查閱資料,找學院教師咨詢……這才發現,這項研發涉及控制系統、機械結構、電氣等方面的專業知識。于是,他們每個專業都挑選了一位同學加入,最終組成了志同道合的7人發明團隊。
“我們在手上沾染泥土、油漬等不同的污漬,分別用水清洗,發現95%的水是沖走污漬的,另外5%的水是溶解污漬的。”李啟章說,“也就是說,只用空氣洗手無法溶解污漬。最終,我們確定用少量細密水流配合高速氣流——水流溶解污漬,氣流沖走污漬。”
就這樣,他們經過反復試驗,一年后,一臺簡潔、實用的智能“空氣洗手裝置”誕生了。當使用者站到洗手裝置前約22厘米高的踏板上時,踏板就會因人體重力而下沉,通過滑輪組牽引活塞,活塞再將空氣壓縮,隨后在龍頭出水口射出高速氣流和霧狀水滴。水滴將手上的污漬溶解,而氣流則能將溶解后的污漬沖走。
那么,用空氣洗的手干凈嗎?答案是肯定的。他們的團隊用了兩個多月的時間,通過顯色反應和細菌殘留兩種實驗進行驗證,結果證明:對絕大部分污漬,空氣洗的效果與水洗相當,細菌殘留實驗結果的差異也不明顯。
也就是說,用空氣洗手的效果與用水洗手幾乎一樣干凈。最為重要的是,正常情況下,一個人洗一次手,平均大概需要500毫升的水,而用智能“空氣洗手裝置”洗手,只需50毫升的水,平均節水量達到90%!
李啟章介紹說:“我們的第一代智能‘空氣洗手裝置采用的是重力驅動,整個洗手過程不會產生任何能耗。這對于缺乏飲用水的貧困地區的人們來說,無疑是最佳的選擇。然而,對于發達城市的居民來說,由于對傳統洗手池的改動較大,所以用戶體驗度不佳。
因此,考慮到市場推廣,我們推出的第二代智能‘空氣洗手裝置采用的是電力驅動、紅外線感應,也就是直接通過電機將空氣壓縮,經過系統優化后,它的功率只有60瓦,能耗極低,徹底省去了改動洗手池這一流程。”endprint