新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器

新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器

作者：暂无

来源：《发明与创新·中学生》 2020年第2期

福建省厦门集美中学谢森宇

脚可能是最容易被人们忽视的身体部位，随之而来的一系列脚部问题令人束手无策。脚部

疾病的诱因之一就是鞋子过于潮湿，很多脚癣、脚气患者往往忽略对鞋子及袜子的消毒，导致

足部疾病久治不愈。

市面上各种声称具有杀菌功能的鞋子烘干器应运而生，但质量参差不齐，有的甚至夸大其

杀菌、除臭的功能。

我对市面上几款不同价位、销量较高的产品进行拆解、分析，发现它们存在以下问题：负

氧离子鞋子烘干器内根本没有负氧离子发生器，只有简单的加热片；宣称具有紫外线、臭氧杀

菌功能的烘干器结构设计不合理，紫外灯照射范围有限，无法全方位对鞋子进行杀菌；一些宣

称有臭氧杀菌功能的产品通过紫外灯电离空气产生臭氧，但紫外灯产生臭氧需要较大的功率，

而多数产品的功率较小，产生的臭氧量较少，实际杀菌效果有待检测。

虽然现在市面上也有许多组合类的杀菌产品，但效果不佳，有些功能甚至是无意义的叠加

与重复。能否将已有的这些功能通过实验进行筛选，选择性地将其有效组合？我进行了如下探究。

一、设计原理

1.干燥抑菌

采用160W的PTC陶瓷发热，使鞋子保持干燥，抑制细菌、真菌生长和繁殖。

2.紫外线杀菌

紫外线波长在250~270nm范围内能破坏细菌病毒中DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌、消毒的效果。

3.臭氧灭菌

臭氧杀菌彻底、无残留，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等。

4.超声波除螨

利用超声波发生器产生高达40kHz的超声波，抑制尘螨生命周期中的进食和繁殖过程，达

到除螨目的。

二、实验准备

塑料外壳，紫外线发光二极管模组，臭氧发生器模块，加热板及加热器，定时器，12V电源，各种样式的鞋子烘干器，负氧离子发生器，40kHz（0.5~1W）超声波发生器。

菌落总数测试片，生理盐水，无菌棉花，滴管，镊子，量筒，烧杯，锥形瓶，无菌操作台，恒温箱，高压蒸汽灭菌锅等。

三、实验过程

1.检测菌落

先从鞋子中取样，将样品放入装有生理盐水的锥形瓶后制成样品匀液，将菌落总数测试片

置于水平实验台面，揭开上层膜，用无菌吸管吸取1ml样品匀液并将其均匀地滴加到纸片上，

再将上层膜缓慢盖下，静置10s左右使培养基凝固。每种稀释度接种两片，同时设置一片空白

测试片作为阴性对照。

将测试片叠在一起放回原自封袋中并封口，透明面朝上，水平置于恒温培养箱内。培养温

度设置为36℃，培养24h后，细菌在测试片上生长后会显示红色斑点，对测试片进行计数并记录。

2.确定消毒方法

我选用负氧离子、臭氧等消毒方式进行对比，用菌落检测纸检测菌落数量，并放入恒温箱

进行培养。实验数据如表1。

从实验结果可以看出，负氧离子对鞋子的菌群无杀菌效果，因此我舍去负氧离子的杀菌方案，最终采用臭氧和紫外线的组合杀菌方案。

四、制作装置

新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器的结构图及电路图如图1、图2。

五、实验测试

实验数据表明，本作品在鞋子不同位置的杀菌效果均优于同类产品，总体灭菌率达95%。

对比产品的总体灭菌率分别为50%、45%。特别是本作品对鞋后部的灭菌效果明显优于对比产品。

六、创新点

1.采用不同波长的紫外线，增强杀菌效果。

2.将紫外线发光二极管嵌在烘干器的外壳上，增强紫外线强度。

3.使用臭氧发生器产生臭氧，臭氧弥漫到整个灭菌空间，达到快速杀菌、消毒、除臭效果。

4.设置臭氧独立控制开关。在有人的室内使用时，可关闭臭氧发生器，避免臭氧对人体产

生不良影响。

5.设置倒L型导声管。在倒L型导声管的上方开导声口，底部安装40kHz（0.5~1W）超声

波发生器，通过光滑内壁将超声波导入鞋子内部，并利用紫外LED灯的安装倾角、凸形表面通

过孔径两倍的导孔将超声波漫反射到鞋子内部，使其受到超声波的振荡，达到杀螨的目的。

目前，该装置中的臭氧开关还需人工控制，消毒和烘干流程未能实现自动化处理。今后可

增加相对应的控制模块，实现烘干、消毒、除螨、除臭的自动化控制。除螨功能的实际效果因

实验条件的限制没有进行测试。