原创《将奇思妙想变成现实》
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“使用自来水,需要缴纳费用,能否发明一样装置,尽可能节约水？”在吃晚饭后坐着聊天时,浙江大学机械工程学院的学生史煜昆坐在床铺上,听着同学提出自己的奇思妙想.有的同学说：“你的想法不现实.”有的同学说：“用高速流动的空气代替水来把手洗干净.”
史煜昆立即想到：“用空气代替水洗手,能否把手洗干净？”凭借同学的猜测,用空气应该能够把手洗干净.史煜昆觉得这个想法非常新颖,他发誓要将同学的想法变成现实.史煜昆利用课余时间,联系到浙江大学多个专业的6个同学,迅速组成创新团队,在浙江大学玉泉校区的实验室里,极力追求遥远的梦想.
在研究洗手过程中水的作用时,团队发现只有少部分水用于溶解手上的污渍,而绝大部分的水都用于冲走这些污渍,高速气流的作用就是替代这些用于冲洗的水.他们认为这里面蕴藏着巨大的节水潜力,可以用其他洁净的流体来代替水冲走污渍,空气可以流动,应该能够代替水洗手.
团队里的7个成员都是本科生,要将荒诞的创意坚持下来,真正从理论走向实践,对于他们来说并非容易的事.7名队员需要自学专业知识,几乎将所有课余时间投入学习与研发中.他们首先通过雾化原理,将空气与水混合起来.接着要解决的问题是,究竟如何获得高速气流,这让他们觉得相当吃力.
如果要获得高速气流,首先要把空气压缩,开始团队想到的是空压机,只是这样做不仅成本较高、噪音很大,而且需要另外消耗能源.在经历许多曲折后,他们最终得到比较理想的办法,利用洗手者自身的重力做功来压缩空气.
在研究的过程中,团队经历了很多挫折与失败,前后几次改进设备.经过10个月的不断尝试,他们终于将最初的设想,变成能够运行的空气洗手装置,当使用者站在洗手装置前的移动踏板上时,踏板由于人体重力下沉,通过滑轮组牵引,活塞就会向上压缩空气,从而获得高速气流,令水龙头喷出雾状水滴,从而达到清洗的功能.
成功研制出空气洗手装置后,团队做了系列实验测试装置的效果.他们利用显色反应来观测洗手前后手表面的污渍残留情况,又通过细菌实验比较洗手前后手表面的细菌数目.这些实验证明,用空气洗手后,污渍和细菌残留程度与用水洗手的效果没有差异,,
经过在实验室测算,团队得到具体数据,空气洗手装置每分钟出水量大约为300毫升,而为了达到相同的清洗效果,目前常见的水龙头需要处于每分钟出水3000毫升的工作状态.在保证相同洗净程度的前提下,用空气洗手装置洗手,不仅能够节省大约90%的用水量,而且没有产生其他能耗.
全球重大挑战峰会,基于美国国家工程院提出的21世纪重大工程技术挑战而召开.由中国工程院、美国国家工程院、英国皇家工程院联合主办的第二届全球重大挑战峰会在北京隆重开幕,聚集多个主题,全球将近800名科学、工程和产业界领袖以及学生代表,就如何通过工程科技解决当今世界最为紧迫的重大挑战展开交流.
在峰会学生日竞赛现场,总共有15支团队参赛.最后展现在评委眼前的由7名浙江大学学生研发的空气洗手装置带有踏板和滑轮组,研发团队成员演示了装置的使用过程,获得评委的青睐,被称为绝妙的创意,最终击败来自14所全球著名高等院校的参赛团队,以最高分荣获金奖.
新颖的空气洗手装置,以高速气流来代替水流,从而在洗手过程中节省90%的用水,装置拥有良好的市场前景.目前团队持有装置的4个专利,并计划继续改进设备、走向商业化,以便在能源节约和城市建设过程中发挥作用.研发空气洗手装置的经历,让史煜昆深切地感受到：“设想是科学的翅膀,只有敢于设想的人,才能更快地取得成功.”
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