密閉暗黑空間特殊供氧燈的研制

密閉空間（如某些公共場所、浴室、臥室）往往缺乏氧氣，用“氧立得”等醫療設備供氧，一方面有噪聲，另一方面氧氣沒有清新味。于是本人想到做一個既能為家庭浴室等密閉空間提供氧氣又節能環保的設施。植物光合作用時會放出很多氧氣，但通過植物的光合作用供氧存在下面這些問題：光能從何而來？普通燈為它供能太過浪費；光照強度能不能達到植物的光補償點，有沒有超過植物光補償點的光飽和點，普通燈兩者都難以保證且不能調節強度，發光效率低；普通光是白光，具有固定比例的所有波長的光，對植物而言，難以保證提供植物生長達到一定目標所需要的特殊的光質。要解決這些問題，就必須研制一種適用于密閉空間的特殊的燈。

通過跟老師的交流并查看相關資料，得知植物對光照的要求有三個方面：一是光質，不同波長的光對植物的作用不同，波長在720～610 nm內的紅光，易被葉綠素吸收，能調節光合酶的活性與氣孔的開度；波長在400～310 nm的藍光，能矮化植物，增厚葉子。二是光照強度，植物開始光合作用要求的最低光照強度叫光補償點，光合作用的能力達到最大值時的光照強度叫做光飽和點。根據所選實驗植物綠蘿對光輻射強度的要求，確定光源的光照強度，要大于在室溫條件下的它的光補償點。經照度計測定室溫攝氏15度時綠蘿光補償點：100Lux左右。光飽和點1500 Lux ，所以選用了35個紅色LED燈，每個0.04w；1個藍色LED燈，0.06w，一共1.46w；發光效率80流/w，燈離植物30厘米，光照強度為1.46×80÷0.32=1297.8流/m。第三是光照時間，長短要符合所選植物綠蘿的生物節律。紅藍GaN基LED燈避免發對植物生長無益的光，提高光合作用效率，并能間歇性控制，大大提高光的利用率。

對供氧燈供氧能力的監測實驗過程：采用白磷的自燃來測量氣體中的含氧量。首先打開密閉桶的有機玻璃蓋，讓綠蘿敞置在辦公室或學生剛做完實驗的實驗室；第二步，待桶中氣體與環境空氣一致時，將兩廣口瓶口朝上放在桶底，蓋緊有機玻璃蓋，讓廣口瓶開始收集含有活性氧的空氣，并開始計時；第三步，過一段時間后，將過量的白磷放入插在軟木塞上的燃燒匙中，將軟木塞拿到桶中塞緊廣口瓶（氧氣比空氣重，敞開桶蓋，短時間瓶中氣體不會有很大變化）；第四步，將廣口瓶放入存有開水的燒杯中，白磷自燃，瓶中充滿白煙，并有火星較長時間閃現；第五步，將廣口瓶放在鐵架臺上，讓它迅速冷卻，打開止水夾，分兩次讀堿式滴定管上水面降下的讀數，兩次讀數相加即為瓶中白磷燃燒掉的氧氣的體積。

從記錄的數據可知，供氧燈產生的氧氣較空氣中多很多，并且實驗室學生剛做完實驗，二氧化碳含量高，用這樣的氣體讓植物進行光合作用放出的氧氣更多。通過多次實驗，效果和理論相吻合，證實供氧燈的研制是成功的。現在，很多商場、茶肆、辦公場所甚至家庭使用空調時，空氣質量差，缺氧嚴重。為了美觀，這些場所大多擺放了大量的花卉，可花卉在密閉暗黑條件下光合作用很弱，呼吸作用反而消耗大量的氧氣，為了讓空氣真正好起來，可廣泛使用這種供氧燈來解決問題。此發明獲湖南省第三十三屆青少年科技創新大賽一等獎。