不“共享”共享電動自行車的細菌
——共享電動自行車車把手智能化檢測

◎長沙市大同小學 朱一冉

在長沙，共享電動自行車成了人們喜愛的“共享”公共交通出行工具。疫情期間，為做好公共衛生防控工作，工作人員會對公共場所進行消毒，而停放在街頭巷尾的共享電動自行車卻被“遺忘”了，沒有專人給它們消毒殺菌。而這些共享電動自行車每天被人們交替使用，車把手難免會成為細菌的聚集地。我不禁擔憂起來，如何才能避免“共享”共享電動自行車的細菌呢？

我將自己的發現和擔憂告訴了科學老師劉老師，他建議我實地調查。我們隨機選取了長沙市的5 個區域共10 輛不同品牌的共享電動自行車，檢測車把手的菌落總數。

通過分析菌落總數，我發現，停放在人流量大的地方的共享電動自行車和車把手防滑紋路深的共享電動自行車的車把手細菌總數要多一些。經過統計，10 輛被檢測車輛中僅有1 輛菌落總數沒有超標，90%的共享電動自行車衛生狀況堪憂。

圖1 街頭的共享電動自行車

圖2 檢測共享電動自行車車把手的菌落總數

我決定設計一套裝置對共享電動自行車的車把手進行消毒殺菌，在公共衛生保障上為大家提供便利。我將常見的殺菌消毒方式如用消毒濕巾擦拭、紫外線照射等的優缺點進行對比，從是否方便快捷、對環境有無二次污染、殺菌效率等方面綜合考慮，最終選擇紫外線照射消毒。

在街頭測量了多個品牌的共享電動自行車車把手的尺寸后，我將爺爺的保健藥藥瓶和紙巾盒作為圓柱體消毒套筒的制作材料，它們的材質都是PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）的，再在網上購買3 種不同波段的深紫外LED 燈珠、控制開關、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自行車車把手上，里面裝有3 種不同波段的深紫外LED 燈珠進行消毒殺菌。

后來，我決定增加“智能化檢測”功能，讓這套裝置具有實時檢測車把手的菌落總數的功能。如果數值超標，就會發出警示聲提醒使用者車把手存在衛生隱患。

有難度的是，如何實現“實時檢測菌落總數”呢？我之前使用ATP 熒光檢測，需要用拭子擦拭物體表面，每次檢測都需要一根新拭子，而且這種拭子需要低溫保存。消耗型的檢測裝置成本高，損耗物存在對環境二次污染的可能，安裝在共享電動自行車上肯定不行。

在一堂關于微生物的科學課上，老師告訴我們濕度對微生物的生長和繁殖有影響……我靈光一現：既然直接檢測條件不具備，那能不能從側面反映菌落總數情況，比如檢測其他信息——車把手的濕度、二氧化碳濃度等呢？有了這個思路，我和劉老師借用學校的實驗器材進行“細菌與環境濕度的關系實驗”。

實驗進行得很順利，我們得到了理想的數據。從統計結果可以看出，細菌周圍空氣的濕度與細菌數量呈正相關——細菌周圍空氣的濕度越大，細菌數量越多。其中，當空氣濕度超過70%時，菌落總數達到一個峰值。這為菌落總數警報值的設定提供了依據。

最終，歷時一年多，一共進行三次換代改進，我完成了共享電動自行車車把手智能化檢測與消毒裝置的制作。

第三代樣機更小巧，消毒套筒的外殼是定制的，能夠更加貼合共享電動自行車的車把手。消毒套筒內部裝有濕度檢測單片機，能夠在幾秒鐘內實時判斷車把手的菌落總數情況，當菌落總數超標時發出警示聲，提醒使用者先消毒再騎行。同時，消毒套筒的內壁按比例安裝了三種不同波段的深紫外LED 燈珠，能對各種細菌、病毒進行有針對性地消殺。我還安裝了設定時間為20 秒的消毒計時提醒模塊，消毒時間一到，它就會發出“嘀嘀”聲，提示消毒結束。經測試，裝置對車把手照射20 秒，消毒殺菌率達到了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，我制作了一個帶有托架的翻蓋保護盒，保護盒通過可伸縮電線與消毒套筒相連，保護盒內壁也裝有深紫外LED 燈珠，可以給消毒套筒消毒。保護盒可以安裝在車筐中或者車架上，連接共享電動自行車的電瓶，為整個裝置提供電力。

圖5 制作第三代樣機

圖6 第三代樣機實物圖

共享電動自行車車把手智能化檢測與消毒裝置實現了自動化。裝置內多個波段的深紫外LED 燈珠組合布局，實現高效消毒殺菌。裝置不僅可對車把手消毒殺菌，還能兼顧消毒套筒和保護盒的消毒，減少二次污染。另外，裝置可實時檢測車把手的污染程度，一旦出現異常就報警，全面保障使用者的健康。裝置“共享”共享電動自行車的電源，達到節能的目的。

之后，我將繼續完善這個作品，考慮將電源開啟納入“掃車身二維碼開啟共享電動自行車”的物聯網操作系統。

圖7 街頭樣機測試殺菌前后菌落總數對比

推薦理由：

共享公共交通工具，不“共享”公共交通工具上的細菌！朱一冉同學關注防疫大趨勢下的細分領域，著眼于解決公共交通的衛生隱患，提高人們的衛生意識，運用組合創新法發明集消毒殺菌、實時檢測菌落總數、報警功能于一體的衛生安全作品。作品智能化程度高，使用方便，值得推薦！