基于新時代下智能暖心杯的思考

武天星 張 瑋 郭美岐

（哈爾濱醫科大學大慶校區 黑龍江省大慶市 163000）

產品簡介

本產品是一種可以控制水溫的保溫杯，包括內膽，杯底和杯蓋。所述內膽由吸熱層和真空層組成，雙層內膽通過密制螺紋將真空層和交互材料層無縫連接可以實現保溫、降溫雙模式。杯底儲存無線藍牙智聯芯片和成分模塊，可實現APP小程序的水質信息自動更新，杯蓋設有電子顯示屏和溫度傳感器，溫度傳感器與顯示屏電性連接，可直接顯示水溫。本實用新型通過杯身旋轉，使保溫降溫模式隨意切換，杯底內有蓄電池裝備，可以根據電阻提示不同的模式，真正達到人杯交互的效果。其內部結構有兩種不同的模式實現保溫和控溫。其一是降溫模式，內膽雙層相同材料重疊時，保溫功能失效，吸熱功能開啟，開始迅速降溫到適宜的溫度；其二是保溫模式，內膽雙層相同材料交互，真空隔離層圍成一圈時，保溫功能開啟，鎖住溫度，長效保溫。智能顯屏水溫水質實時監測，掃碼智能小程序，更有為每日飲水健康做一份用心的報告和建議，更有專業數據分析，幫助使用者養成健康的飲水習慣。

項目的靈感來源

隨著人類文明的進步，人類對自身健康的要求也越來越高,很多人都注重自己的生活方式。而不同品質的水對人的身體也會產生不同的影響，據了解，攝入冷飲會使胃腸黏膜突然遇冷而使原來開放的毛細血管收縮，使平滑肌痙攣，可以引起胃腸不適或絞痛甚至是腹瀉而過燙的水進入食道，也會破壞食道黏膜和刺激黏膜增生，誘發食道癌，這已是醫學界的定論。因此，飲用水的最適宜溫度是35℃-50℃。但該溫度間的水有可能是陰陽水，有可能是溫開水。而陰陽水又稱混合水，即冷水和熱水的混合體。現實生活中，有些‘急性子’會直接將開水和冷水混合后飲用。其實，喝陰陽水是一種不科學的做法（中藥藥引除外），因為陰陽水可能含有各種病原微生物，所以喝陰陽水可能引起各種腸道傳染病。

而溫開水是指將新鮮開水涼自然冷卻至20℃-25℃，俄羅斯、美國、日本的科學家亦稱為“復活水”。有保“胃”、清潔口腔、促進吸收、減肥瘦身、預防感冒等作用。

但是快節奏的生活，讓人們無法等待熱水降溫至適宜的溫度，以致人們都選擇喝冷水或者放棄喝水。而我們的水杯可以解決這個問題，做到迅速降溫并長效保溫，隨時都可以喝到最適宜溫度的水，養成喝水的健康習慣，若能實現規模化生產，這款迅速降溫至適宜溫度并長效保溫的智能暖心杯將風靡全球

產品創新

材料創新：智能暖心杯的內膽材料從外至內分別使用了：點噴工藝、304不銹鋼杯身、內膽鍍銅原理、真空隔熱層、相變材料層、內層304不銹鋼層、內膽電解研磨層。而其中最重要的是相變材料，它是一種會隨溫度變化而改變物質狀態并能提供潛熱的物質。以固-液相變為例，在加熱到熔化溫度時，就產生從固態到液態的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲存大量的潛熱;當相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內要散發到環境中去，進行從液態到固態的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態發生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。除了相變材料之外，熱電材料可以為水質和水溫的監測裝置提供能量。它們為熱電能量轉換器和實時水質監測器的應用提供了理論依據，具有很強的現實意義。

結構創新：智能暖心杯的特殊結構解決了傳統水杯無法實現迅速降溫的問題。首先在水杯的內表面鋪設真空材料層和散熱材料層，通過現代工藝將兩層結構內膽交互無縫連接，并由置于杯身的按鈕控制結構轉換，當使用者按壓按鈕時，整個杯子處于保溫狀態，此時杯身中間兩層同側為相同材料，再按一次按鈕后，可使第二層旋轉，旋轉后杯子處于散熱狀態，開始迅速降溫，從而來達到人杯交互的效果。

項目成就

第七屆“建行杯”黑龍江省大學生互聯網+比賽中獲得省級三等獎；獲批2019年國家級大學生創新創業訓練項目立項；參加第六屆“創青春”全國大學生創業大賽展覽。

項目感悟

通過開展此項創新訓練，不僅響應了國家大眾創新，萬眾創業的號召，更開闊了我們的視野、學習了很多技能，提升了綜合能力，在一次次機遇與挑戰中培養了創新思維，為日后創業或就業奠定了堅實的基礎。該項目自被確立為國家級立項后，課題小組成員和老師都對項目投入了極大的熱情和努力。我們發揮各自的優勢，端正研發態度，積極調整與完善研究計劃，協調項目與學習時間。其中的辛苦只有經歷過的人才知道，但其中的收獲和經驗也是一份無價之寶，讓我們學會了團隊合作只有勁往一處使，才能讓團隊勝利，自己收益。如果有機會，希望每一位同學都可以有一次立項訓練的經歷，相信一定會收獲頗多的。（通訊作者:潘昱）