穗中学生研究用城市污泥灭蚊获省级科技创新大奖
■新快报记者 沈逸云
通讯员 朱伯东
现在的00后中学生,脑子里到底在想些什么?这大概是许多学生家长的疑惑。他们为了“整治”让自己近视的“元凶”,发明了拯救“电子屏幕党”的防蓝光眼 镜;受够蚊子的侵扰,想出了用城市污泥发酵成新型微生物灭蚊剂;受风靡全球的“冰桶挑战”启发,发明了服务于“渐冻人”的基于脑电波控制的生活辅助系统。
据悉,这三项发明日前在广东省科技含金量最高的比赛——广东省青少年科技创新大赛中分获金、银奖。而这些于日常生活获得创意灵感后,再利用强大的知识储备进行科技创新的点子,则是由一群来自广东实验中学(以下简称“省实”)的中学生“发明家”脑洞大开而来的。
1 拯救“屏幕党”
脑洞大开者:龚雷豫团队
为抓近视真凶 发现蓝光的危害
省实高二学生龚雷豫近视350度,“问医生自己为什么会近视,绝大多数都会回答,因为辐射。”做了一系列实验后,他发现辐射对视力的伤害并不如医生所述的 那么严重,反而是另一种因素致害性更大,“这可能与电子屏幕发出的光有关”。为了找出“真凶”,龚雷豫与两位小伙伴购买了光谱测试仪,测出所有发光的电子 产品屏幕的蓝光都异常高,“这便是伤害视力的‘凶手’”。
什么是蓝光?“并非如字面意思,是蓝色的光”,龚雷豫介绍,蓝光是一种能力,受到技术限制,现在手机、电脑等电子产品屏幕所被看到的光,都需要一个高能量 来激活显像管,才能看到屏幕上的色彩,这时就会有蓝光进入眼睛,“只要是发光的电子屏幕,都有蓝光,都会进入眼睛”。
蓝光对视力的伤害有多大?龚雷豫做了一组小鼠实验,用高强度蓝光对小鼠照射24小时,以模拟一个人一个星期所需接受的蓝光的量。实验结果发现,小鼠视力明 显下降,视网膜上有白色沉淀,视觉神经会有水肿。“这其中对于神经的伤害具有不可逆性”,龚雷豫解释,这意味着视力短期内有可能会恢复,但总体视力水平是 会不断下降的,趋势是不会改变的。
与此同时,龚雷豫还透露,团队从一系列实验数据中发现,不同品牌的电子产品,发出的蓝光量不同。屏幕分辨率越高、画质越好、屏幕色彩越鲜艳的手机、电脑,蓝光越多,“视觉感受优异的背后,是要付出代价的。”龚雷豫说。
市面多数防蓝光镜
有二次伤害
目前,市面上有不少主打防护功能的各式眼镜,价格不菲。“墨镜只能防紫外线,对蓝光一点滤过效果都没有。”龚雷豫还透露,目前市场上多数防蓝光眼镜都是贴 膜的,这将对眼睛视力造成二次伤害。他与团队曾购买多副不同品牌的防蓝光眼镜进行切割实验,在显微镜下,他们发现这些眼镜贴的膜由色粉制成,会使光发生二 次折射,进入眼睛的蓝光反而比之前更多,造成二次伤害。“我们实验中的小老鼠用了这种蓝光眼镜,不但没有防护效果,视力反而更差。”
为了“整治”近视真凶,龚雷豫与团队通过查各种国内外文献、请教相关专家等方式,耗费大半年时间,终于找到一种特殊黄色颜料,与树脂一起按一定比例均匀混 合,并联系国外眼镜厂家,研制出99%、95%、70%三种不同浓度的防蓝光眼镜。“我们是考虑到不同人群的需求”,龚雷豫说,70%浓度的防蓝光眼镜已 经能滤掉大部分的蓝光,而且镜片接近透明,适合日常使用。但对于工作需长期使用电脑的人群而言,最好戴99%浓度的,虽然镜片偏黄,但能完全滤掉蓝光。 “对于那些本身就不需要看这么久电子屏幕的人而言,能不看就尽量不看。”
2 灭蚊新武器
脑洞大开者:刘巍团队
从排污入江新闻 发现培菌新原料
夏季降临,扰人的蚊子又出没了。抱怨后,普通人只会点蚊香、挂蚊帐,而省实初三学生刘巍却打算研制新型的微生物灭蚊剂。通过查阅资料,他与另外两个小伙伴 发现目前能作为灭蚊剂的微生物主要有两种菌种,但这两种菌种所杀灭的蚊子幼虫种类不一样,且此前未有人将两种菌种混在一起,发酵生长。
于是,刘巍团队首先做的是将两种菌种同时发酵,变成一种由双菌组成的微生物灭蚊剂,从而对蚊子种类起到杀灭的作用。这个阶段成功后,他们又面临了新的问题——依靠液态协同发酵的双菌,专业性强、失败率高,且后期工艺十分复杂,不利于市场大范围地投入使用。
正在这时,刘巍从电视上看到污泥排入珠江的新闻,这让他萌生了将污泥作为双菌种发酵的新原料的想法。“污泥中含有的某些有机物,可以满足两种菌种同时发酵 生长”,刘巍说,污泥低廉、随处可见,而且一旦依靠固态协同发酵,只需将整个发酵物烘干、粉碎、制剂,就可以投入使用。
接地气
广州污泥或成蚊子坟墓
“我们把一种污染物,转为了有商业价值、高附加值的东西”,刘巍表示,广州河涌众多、污泥数量较大,若该微生物灭蚊剂能大规模生产、投入市场,将能“变废 为宝”,有效地解决蚊子问题。与此同时,相较于化学灭蚊剂所产生的“抗药性”问题,微生物灭蚊剂在蚊子幼虫时便能将其杀灭,防止了变异问题,而且具有针对 性,不会影响其它生物。
但刘巍坦言,由于没有做野外田间实验,尚未清楚某些重金属污泥到底对菌种生长是否有影响。此外,整个研究过程的材料由研究所直接提供,因此生产成本还未得知。“中考结束后,我们会完成这个研究,再申请专利。”刘巍说。
3 帮助渐冻人
脑洞大开者:朱煜青
靠脑电波发指令
操控机械代替瘫痪四肢
前段时间,“冰桶挑战”风靡全球,参与者用冰水从头淋下,瞬间低温致使麻木无力,让人体验“渐冻人”(即肌萎缩侧索硬化)感受。省实高一学生朱煜青从中了解到“渐冻人”四肢无力萎缩、只能靠大脑思考的日常生活状况。
“我想做一套没那么贵的系统”,朱煜青告诉记者,目前国外有研发脑电波控制机器的项目,但是这些项目是旨在读取人的思想,而且系统不稳定、造价昂贵。
“渐冻人”要如何靠脑电波发指令?朱煜青介绍,他制作出一个脑电波传感器,可分析人的7种脑电波,并传入电脑,分析脑电波的专注度值。当“渐冻人”集中精 神,其专注度值高于在电脑设置的参数时,电脑便开始计时。当思考停止,计时随之结束。此时,电脑便会显示一个时间数,根据时间数字的不同,操作系统就会执 行该数字所对应的程序,也就会完成相对应的动作。
“这个项目并非直接读取人的思想,而是读取人集中思考的时间,这样会更方便。”朱煜青表示,“渐冻人”戴上脑电波感应头套,通过思考,产生脑电波,从而“发出指令”,通过按轮椅上按键,操控机械臂,完成控制轮椅、发指定短信、倒水之类的行为。