不“共享”共享电动自行车的细菌<br/>——共享电动自行车车把手智能化检测

不“共享”共享电动自行车的细菌
——共享电动自行车车把手智能化检测

2023-01-29长沙市大同小学朱一冉

发明与创新 2023年6期

◎长沙市大同小学朱一冉

在长沙，共享电动自行车成了人们喜爱的“共享”公共交通出行工具。疫情期间，为做好公共卫生防控工作，工作人员会对公共场所进行消毒，而停放在街头巷尾的共享电动自行车却被“遗忘”了，没有专人给它们消毒杀菌。而这些共享电动自行车每天被人们交替使用，车把手难免会成为细菌的聚集地。我不禁担忧起来，如何才能避免“共享”共享电动自行车的细菌呢？

我将自己的发现和担忧告诉了科学老师刘老师，他建议我实地调查。我们随机选取了长沙市的5 个区域共10 辆不同品牌的共享电动自行车，检测车把手的菌落总数。

通过分析菌落总数，我发现，停放在人流量大的地方的共享电动自行车和车把手防滑纹路深的共享电动自行车的车把手细菌总数要多一些。经过统计，10 辆被检测车辆中仅有1 辆菌落总数没有超标，90%的共享电动自行车卫生状况堪忧。

图1 街头的共享电动自行车

图2 检测共享电动自行车车把手的菌落总数

我决定设计一套装置对共享电动自行车的车把手进行消毒杀菌，在公共卫生保障上为大家提供便利。我将常见的杀菌消毒方式如用消毒湿巾擦拭、紫外线照射等的优缺点进行对比，从是否方便快捷、对环境有无二次污染、杀菌效率等方面综合考虑，最终选择紫外线照射消毒。

在街头测量了多个品牌的共享电动自行车车把手的尺寸后，我将爷爷的保健药药瓶和纸巾盒作为圆柱体消毒套筒的制作材料，它们的材质都是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的，再在网上购买3 种不同波段的深紫外LED 灯珠、控制开关、伸缩电线等材料，然后用焊锡丝和热熔胶枪将这些元件焊接在一起。最后，我在装置表面喷上遮光漆，以保护使用者的眼睛。

保健药药瓶和纸巾盒套叠而成的消毒套筒可以贴合地套在共享电动自行车车把手上，里面装有3 种不同波段的深紫外LED 灯珠进行消毒杀菌。

后来，我决定增加“智能化检测”功能，让这套装置具有实时检测车把手的菌落总数的功能。如果数值超标，就会发出警示声提醒使用者车把手存在卫生隐患。

有难度的是，如何实现“实时检测菌落总数”呢？我之前使用ATP 荧光检测，需要用拭子擦拭物体表面，每次检测都需要一根新拭子，而且这种拭子需要低温保存。消耗型的检测装置成本高，损耗物存在对环境二次污染的可能，安装在共享电动自行车上肯定不行。

在一堂关于微生物的科学课上，老师告诉我们湿度对微生物的生长和繁殖有影响……我灵光一现：既然直接检测条件不具备，那能不能从侧面反映菌落总数情况，比如检测其他信息——车把手的湿度、二氧化碳浓度等呢？有了这个思路，我和刘老师借用学校的实验器材进行“细菌与环境湿度的关系实验”。

实验进行得很顺利，我们得到了理想的数据。从统计结果可以看出，细菌周围空气的湿度与细菌数量呈正相关——细菌周围空气的湿度越大，细菌数量越多。其中，当空气湿度超过70%时，菌落总数达到一个峰值。这为菌落总数警报值的设定提供了依据。

最终，历时一年多，一共进行三次换代改进，我完成了共享电动自行车车把手智能化检测与消毒装置的制作。

第三代样机更小巧，消毒套筒的外壳是定制的，能够更加贴合共享电动自行车的车把手。消毒套筒内部装有湿度检测单片机，能够在几秒钟内实时判断车把手的菌落总数情况，当菌落总数超标时发出警示声，提醒使用者先消毒再骑行。同时，消毒套筒的内壁按比例安装了三种不同波段的深紫外LED 灯珠，能对各种细菌、病毒进行有针对性地消杀。我还安装了设定时间为20 秒的消毒计时提醒模块，消毒时间一到，它就会发出“嘀嘀”声，提示消毒结束。经测试，装置对车把手照射20 秒，消毒杀菌率达到了86.5%。

为了防止消毒套筒被损坏，并考虑到人们需要用手拿取消毒套筒，我制作了一个带有托架的翻盖保护盒，保护盒通过可伸缩电线与消毒套筒相连，保护盒内壁也装有深紫外LED 灯珠，可以给消毒套筒消毒。保护盒可以安装在车筐中或者车架上，连接共享电动自行车的电瓶，为整个装置提供电力。

图5 制作第三代样机

图6 第三代样机实物图

共享电动自行车车把手智能化检测与消毒装置实现了自动化。装置内多个波段的深紫外LED 灯珠组合布局，实现高效消毒杀菌。装置不仅可对车把手消毒杀菌，还能兼顾消毒套筒和保护盒的消毒，减少二次污染。另外，装置可实时检测车把手的污染程度，一旦出现异常就报警，全面保障使用者的健康。装置“共享”共享电动自行车的电源，达到节能的目的。

之后，我将继续完善这个作品，考虑将电源开启纳入“扫车身二维码开启共享电动自行车”的物联网操作系统。