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3名兰州女生发明“抗霾利器”获国家专利

2016-08-31 09:19 来源: 兰州晚报   何燕 马军

3名兰州女生发明“抗霾利器”

“负氧离子口罩”摘全国青少年科技创新大赛三等奖并获国家专利

李泽钰与指导老师王忠福一起琢磨改进方法

李泽钰设计的“负氧离子口罩”模型

李泽钰拍摄的实验过程:图为她收集的500毫升二手烟

图为插入负氧离子发生器后,可以明显看到烟雾消失

  每日甘肃网8月31日讯 据兰州晚报报道(记者何燕/文 首席记者马军/图)近年来,每逢秋冬季,因雾霾而引发呼吸和心血管系统疾病发病率上升的报道,在我国雾霾发生地区屡见不鲜。如果在雾霾中还能自由畅快地呼吸,该有多美妙!兰州六十一中(原兰化一中)李泽钰、兰州一中张依文和兰州二中张艺馨3名女生精巧构思出的“负氧离子口罩”,或将改变人们在雾霾天里出行的窘况。这项成果刚刚在第31届全国青少年科技创新大赛上捧得三等奖,并已获得国家实用新型专利证书。

  神奇

  75秒内,500毫升烟雾消失殆尽

  在全国大赛上斩获三等奖,高三伊始又拿到了国家专利证书,“负氧离子口罩”的设计者和主要完成者李泽钰可谓“双喜临门”。此前,这一成果还将全省青少年科技创新大赛一等奖和2015年“丝绸之路经济带”沿线城市中小学生科技竞赛创客之旅赛事高中组唯一一等奖收入囊中,实力可见一斑。

  “75秒内,二手烟雾以肉眼可见的速度消失。”初见李泽钰,很容易给人以傅园慧式“表情包”的错觉,快人快语又不失机智。

  “我是老鼻炎患者,鼻子经常难受。从爸爸妈妈那儿接触到负氧离子,又从网上查到负氧离子能降解中和空气中的有害气体,是‘空气维生素’、‘长寿素’。”李泽钰听医生说过,患鼻炎的人,特别是过敏性鼻炎患者对鼻腔清洁程度要求很高。所以去年秋季开始研究性学习时,李泽钰突发奇想:一次性口罩透气性不好、过滤不了烟雾中的有害物质,空气净化器太大、不便携带,能否将两者“合体”,改装成“口罩+负氧离子发生器”,还人们以清洁的空气的同时,还能治疗鼻炎?

  为了验证想法是否可行,李泽钰找了当时正在一中上高一的张依文和二中的张艺馨帮忙一起做实验。她们将两瓶同样排尽空气集满二手烟雾的矿泉水瓶,分别用负氧离子发生器和3M口罩呼吸阀做除尘效果比对实验。“我们用的3M口罩是用防护各类颗粒物的过滤材料制成的。但我们发现,负氧离子除尘效果明显优于3M口罩,75秒内可以使整体烟雾聚集程度直线下降归零;普通3M口罩只起阻拦作用,烟雾仍旧可以通过呼吸阀被人体吸入一部分。”李泽钰考虑,如果用负氧离子发生器导电纤维部分裹住口罩呼吸阀中的呼吸膜,并连接电路,口罩就有了防尘和除尘的双重功效。所以,利用负氧离子发生器来改装口罩是可行的。

  实验

  使用两个月过敏性鼻炎患者擤鼻涕次数减半

  李泽钰设想的“负氧离子口罩”,是把负氧离子发生器改装在口罩内部,吸入口罩内的空气被电离后产生负氧离子,这样可以还原来自大气的污染物质、氮氧化物、甲醛及香烟等产生的氧自由基,减弱电磁波辐射危害,同时杀灭病菌。通过实验发现,最棒的是负氧离子会主动“出击”捕捉2.5微米以下的微粒,使它们凝聚沉淀,最终除尘。

  “设想很容易,做起来很难!”设计电路、设想和规避可能出现的风险、改造负离子发生器和口罩,李泽钰全靠自己完成。拆掉负氧离子发生器外壳,测试可用后拆去USB接口,为了搞清负氧离子发生器的原理,居然选用了3层双排十二直键开关……李泽钰的执著劲儿令项目指导老师王忠福吃惊不已:“实在没想到,一个女孩不可思议地完成了看似只有男孩才能做成的事,而且结果好得超乎我想象!”王忠福回想起,“这丫头当时为了省钱,竟然拿起电锡焊枪自己焊接电路!”李泽钰一笑,说当时的集成电路图设计好要打模板的时候,从淘宝网店和一些实体店都问过,单个电路板没有哪家店愿意“接活”,要打电路板至少一千个起,算下来少说也得花1万元。她实在没辙了,只好自己焊。苦了自己,李泽钰做负氧离子口罩的花费却降下来了,她算了一笔账:拨动开关3元+3v电池3元+3v转5v模块3.15元+普通3M口罩6元+负氧离子发生器15元+7元负氧离子发生器=37.15元。李泽钰认为,批量化生产的话,“负氧离子口罩”的利润空间相当可观。

  3个女孩子对两名过敏性鼻炎患者做了双盲实验,在60天内记录两名患者外出戴口罩时间和擤鼻涕的次数,发现两人外出擤鼻涕的次数从原来的30—50次,稳定降至15—20次。

  “已经是第三次改进。我希望‘负氧离子口罩’重量更轻、更美观,想把它做成和我一个大拇指长度、宽度,大约0.5毫米厚的集成电路板。因为带电而且贴在人们面部使用,安全性是首要考虑的因素,目前测试是安全的,将来可以做成可拆卸套装。电源改成两种双用,晴天用太阳能电池板供电,其他天气用纽扣电池。”李泽钰说。

  开心

  “说不定,这就是我人生的‘第一桶金’!”

  5月25日,“负氧离子口罩”的授权公告已经发布。参加完全国赛刚一回来又拿到了“负氧离子口罩”的国家专利证书,李泽钰毫不掩饰自己的开心:“说不定,这就是我人生的‘第一桶金’啊!”她说,高中三年自己做了很多自己想做的事,参加领导力社团,参加省赛和国赛的锻炼。现在只剩下最后一件重要的事——高考,她需要尽全力做好最后这一件事。李泽钰的确有趣,高中上的是平行班,兴致高了成绩会冒进年级前列,情绪低落又掉到年级200名左右。

  谈及未来,李泽钰冲记者做了一个极夸张的逗趣表情:“不怕大家笑话,我一直有种感觉,我将来一定是一个举足轻重的人物!”她自从上了高中就疯狂迷上了天体物理。她了解到,北京大学和南京大学的天文专业都很强。“相对而言,我觉得自己报考南京大学比较靠谱!”

  “等我考上了我喜欢的大学,再回头改进‘负氧离子口罩’,然后再把我最近有了想法的照相机‘单反旁轴’等做出来,大学里可以做的事情还多着呢!”


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 编辑:[ 杨阳 ]
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