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？”浙江大學機械工程學院的學生史煜昆坐在床鋪上，看著同學提出自己的奇思妙想。有的同學說：“你的想法不現(xiàn)實。”有的同學說：“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)同學的猜測，用空氣應該能夠把手洗干凈。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)系到浙江大學多個專業(yè)的6個同學，迅速組成創(chuàng)新團隊，在浙江大學玉泉校區(qū)實驗室里，極力追求遙遠的夢想。

在研究洗手過程中水的作用時，團隊發(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名成員需要自學專業(yè)知識，他們幾乎將所有的課余時間都投入到學習與研發(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，這讓他們覺得相當吃力。

如果要獲得高速氣流，首先要把空氣壓縮，開始團隊想到的是空氣壓縮機，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，團隊經(jīng)歷了很多挫折與失敗，前后幾次改進設備。

但經(jīng)過10個月的不斷嘗試，他們終于將最初的設想變成能夠運行的空氣洗手裝置。當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，從而達到清洗的目的。

成功研制出空氣洗手裝置后，團隊做了一系列實驗以測試裝置的效果。他們利用顯色反應來觀測洗手前后手表面的污漬殘留情況，又通過細菌實驗比較洗手前后手表面的細菌數(shù)目。實驗證明，用空氣洗手后，污漬和細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世紀重大工程技術挑戰(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、工程和產(chǎn)業(yè)界領袖以及學生代表，就如何通過工程科技解決當今世界最為緊迫的重大挑戰(zhàn)展開了交流。

在峰會學生日競賽現(xiàn)場，總共有15支團隊參賽。浙江大學空氣洗手裝置的研發(fā)團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。目前該團隊持有該裝置的4個專利，并計劃繼續(xù)改進設備、走向商業(yè)化，以便使之在能源節(jié)約和城市建設過程中發(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：“設想是科學的翅膀，只有敢于設想的人，才能更快地取得成功。”

（編輯 ?高倩）