將奇思妙想變成現(xiàn)實

楊興文

“使用自來水，需要繳納費用，能否發(fā)明哪樣裝置，盡可能節(jié)約水？”浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的學(xué)生史煜昆坐在床鋪上，看著同學(xué)提出自己的奇思妙想。有的同學(xué)說：“你的想法不現(xiàn)實。”有的同學(xué)說：“用高速流動的空氣代替水來把手洗干凈。”

史煜昆問道：“用空氣代替水洗手，能否把手洗干凈？”根據(jù)同學(xué)的猜測，用空氣應(yīng)該能夠把手洗干凈。史煜昆覺得這想法非常新穎，發(fā)誓要將同學(xué)的想法變成現(xiàn)實。史煜昆便利用課余時間，聯(lián)系到浙江大學(xué)多個專業(yè)的6個同學(xué)，迅速組成創(chuàng)新團(tuán)隊，在浙江大學(xué)玉泉校區(qū)實驗室里，極力追求遙遠(yuǎn)的夢想。

在研究洗手過程中水的作用時，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)只有少部分水用于溶解手上的污漬，而絕大部分的水都用于沖走污漬。他們認(rèn)為這里面蘊藏著巨大的節(jié)水潛力，可以用其他潔凈的流體來代替水沖走污漬，譬如可以流動的空氣。

團(tuán)隊里的7個成員都是本科生，要將看似荒誕的創(chuàng)意堅持下來，真正從理論走向?qū)嵺`，并非容易的事。7名成員需要自學(xué)專業(yè)知識，他們幾乎將所有的課余時間都投入到學(xué)習(xí)與研發(fā)中。他們首先通過霧化原理，將空氣與水混合起來。接著要解決的問題是如何獲得高速氣流，這讓他們覺得相當(dāng)吃力。

如果要獲得高速氣流，首先要把空氣壓縮，開始團(tuán)隊想到的是空氣壓縮機(jī)，只是不僅成本較高、噪音很大，而且還需要另外消耗能源。在經(jīng)歷許多曲折后，他們最終得到比較理想的辦法，即用洗手者自身的重力做功來壓縮空氣。在研究的過程中，團(tuán)隊經(jīng)歷了很多挫折與失敗，前后幾次改進(jìn)設(shè)備。

但經(jīng)過10個月的不斷嘗試，他們終于將最初的設(shè)想變成能夠運行的空氣洗手裝置。當(dāng)使用者站在洗手裝置前的移動踏板上時，踏板會由于人體重力而下沉，通過滑輪組牽引，就使活塞向上壓縮空氣，從而獲得高速氣流，令水龍頭噴出霧狀水滴，從而達(dá)到清洗的目的。

成功研制出空氣洗手裝置后，團(tuán)隊做了一系列實驗以測試裝置的效果。他們利用顯色反應(yīng)來觀測洗手前后手表面的污漬殘留情況，又通過細(xì)菌實驗比較洗手前后手表面的細(xì)菌數(shù)目。實驗證明，用空氣洗手后，污漬和細(xì)菌殘留程度與用水洗手的效果沒有差異。

經(jīng)過在實驗室測算，團(tuán)隊得到了更具體的數(shù)據(jù)：空氣洗手裝置每分鐘出水量大約為300毫升，而為了達(dá)到相同的清洗效果，目前常見的水龍頭需要每分鐘出水3000毫升。在保證相同清洗程度的前提下，用空氣洗手裝置洗手，不僅能夠節(jié)省大約90%的用水量，而且沒有產(chǎn)生其他能耗。

全球重大挑戰(zhàn)峰會，基于美國國家工程院提出的21世紀(jì)重大工程技術(shù)挑戰(zhàn)而召開。由中國工程院、美國國家工程院、英國皇家工程院聯(lián)合主辦的第二屆全球重大挑戰(zhàn)峰會在北京隆重開幕，聚集多個主題，全球?qū)⒔?00名科學(xué)、工程和產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)袖以及學(xué)生代表，就如何通過工程科技解決當(dāng)今世界最為緊迫的重大挑戰(zhàn)展開了交流。

在峰會學(xué)生日競賽現(xiàn)場，總共有15支團(tuán)隊參賽。浙江大學(xué)空氣洗手裝置的研發(fā)團(tuán)隊向評委演示了裝置使用過程，獲得評委的青睞，裝置被稱為絕妙的創(chuàng)意，最終擊敗來自14所全球著名高等院校的參賽團(tuán)隊，以最高分榮獲金獎。

新穎的空氣洗手裝置，以高速氣流來代替水流，從而在洗手過程中節(jié)省了90%的用水，因此擁有良好市場前景。目前該團(tuán)隊持有該裝置的4個專利，并計劃繼續(xù)改進(jìn)設(shè)備、走向商業(yè)化，以便使之在能源節(jié)約和城市建設(shè)過程中發(fā)揮作用。研發(fā)空氣洗手裝置的經(jīng)歷，讓史煜昆深切地感受到：“設(shè)想是科學(xué)的翅膀，只有敢于設(shè)想的人，才能更快地取得成功。”

（編輯 ?高倩）