新型除螨除臭殺菌鞋子烘干器

■福建省廈門集美中學

腳可能是最容易被人們忽視的身體部位，隨之而來的一系列腳部問題令人束手無策。腳部疾病的誘因之一就是鞋子過于潮濕，很多腳癬、腳氣患者往往忽略對鞋子及襪子的消毒，導致足部疾病久治不愈。

市面上各種聲稱具有殺菌功能的鞋子烘干器應運而生，但質量參差不齊，有的甚至夸大其殺菌、除臭的功能。

我對市面上幾款不同價位、銷量較高的產品進行拆解、分析，發現它們存在以下問題：負氧離子鞋子烘干器內根本沒有負氧離子發生器，只有簡單的加熱片；宣稱具有紫外線、臭氧殺菌功能的烘干器結構設計不合理，紫外燈照射范圍有限，無法全方位對鞋子進行殺菌；一些宣稱有臭氧殺菌功能的產品通過紫外燈電離空氣產生臭氧，但紫外燈產生臭氧需要較大的功率，而多數產品的功率較小，產生的臭氧量較少，實際殺菌效果有待檢測。

雖然現在市面上也有許多組合類的殺菌產品，但效果不佳，有些功能甚至是無意義的疊加與重復。能否將已有的這些功能通過實驗進行篩選，選擇性地將其有效組合？我進行了如下探究。

一、設計原理

1.干燥抑菌

采用160W 的PTC 陶瓷發熱，使鞋子保持干燥，抑制細菌、真菌生長和繁殖。

2.紫外線殺菌

紫外線波長在250～270nm 范圍內能破壞細菌病毒中DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結構，造成生長性細胞死亡和（或）再生性細胞死亡，達到殺菌、消毒的效果。

3.臭氧滅菌

臭氧殺菌徹底、無殘留，可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等。

4.超聲波除螨

利用超聲波發生器產生高達40kHz 的超聲波，抑制塵螨生命周期中的進食和繁殖過程，達到除螨目的。

二、實驗準備

塑料外殼，紫外線發光二極管模組，臭氧發生器模塊，加熱板及加熱器，定時器，12V 電源，各種樣式的鞋子烘干器，負氧離子發生器，40kHz（0.5～1W）超聲波發生器。

菌落總數測試片，生理鹽水，無菌棉花，滴管，鑷子，量筒，燒杯，錐形瓶，無菌操作臺，恒溫箱，高壓蒸汽滅菌鍋等。

三、實驗過程

1.檢測菌落

先從鞋子中取樣，將樣品放入裝有生理鹽水的錐形瓶后制成樣品勻液，將菌落總數測試片置于水平實驗臺面，揭開上層膜，用無菌吸管吸取1ml 樣品勻液并將其均勻地滴加到紙片上，再將上層膜緩慢蓋下，靜置10s 左右使培養基凝固。每種稀釋度接種兩片，同時設置一片空白測試片作為陰性對照。

將測試片疊在一起放回原自封袋中并封口，透明面朝上，水平置于恒溫培養箱內。培養溫度設置為36℃，培養24h 后，細菌在測試片上生長后會顯示紅色斑點，對測試片進行計數并記錄。

2.確定消毒方法

我選用負氧離子、臭氧等消毒方式進行對比，用菌落檢測紙檢測菌落數量，并放入恒溫箱進行培養。實驗數據如表1。

表1

從實驗結果可以看出，負氧離子對鞋子的菌群無殺菌效果，因此我舍去負氧離子的殺菌方案，最終采用臭氧和紫外線的組合殺菌方案。

四、制作裝置

新型除螨除臭殺菌鞋子烘干器的結構圖及電路圖如圖1、圖2。

圖1 結構圖

圖2 電路圖

圖3 實物圖

五、實驗測試

表2

實驗數據表明，本作品在鞋子不同位置的殺菌效果均優于同類產品，總體滅菌率達95%。對比產品的總體滅菌率分別為50%、45%。特別是本作品對鞋后部的滅菌效果明顯優于對比產品。

六、創新點

1.采用不同波長的紫外線，增強殺菌效果。

2.將紫外線發光二極管嵌在烘干器的外殼上，增強紫外線強度。

3.使用臭氧發生器產生臭氧，臭氧彌漫到整個滅菌空間，達到快速殺菌、消毒、除臭效果。

4.設置臭氧獨立控制開關。在有人的室內使用時，可關閉臭氧發生器，避免臭氧對人體產生不良影響。

5.設置倒L 型導聲管。在倒L 型導聲管的上方開導聲口，底部安裝40kHz（0.5～1W）超聲波發生器，通過光滑內壁將超聲波導入鞋子內部，并利用紫外LED 燈的安裝傾角、凸形表面通過孔徑兩倍的導孔將超聲波漫反射到鞋子內部，使其受到超聲波的振蕩，達到殺螨的目的。

目前，該裝置中的臭氧開關還需人工控制，消毒和烘干流程未能實現自動化處理。今后可增加相對應的控制模塊，實現烘干、消毒、除螨、除臭的自動化控制。除螨功能的實際效果因實驗條件的限制沒有進行測試。