基本信息

第一作者姓名：張家瑜

性别：女

民族：汉族

第一作者学校：世界龍岡學校劉皇發中學

第一作者人所在年级：中三

第一作者人所在年级：黄恺斐

性别：女

民族：汉族

第二作者人所在学校：世界龍岡學校劉皇發中學

第二作者人所在年级：中三

辅导教师姓名：陈碧莹

作品摘要

*结构组成：

我们的发明品- SCOBY口罩滤芯-是由紅茶菌种植的SCOBY撕成的薄膜制成，它是由纤维素组成。

*主要特征：

SCOBY口罩滤芯是由?物可分解的纤维素组成，其纤维的表面面积很大， 拥有化学稳定性和亲水特质，因此可用作成环保和高效的口罩滤芯。

*主要用途：

SCOBY口罩滤芯用作过滤气溶胶和呼吸道飞沫,以减少感染呼吸道飛沫傳播引起的疾病。

*创新点：

用SCOBY物料来制作?物可分解的高效口罩滤芯，以替代不能?物分解的塑料口罩滤芯。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

佩戴外科口罩可有效降低透过飞沫传播的COVID-19速度。然而，它们大部份是由不可生物分解的塑料制成，而且普遍只可使用一次。自COVID-19疫情以来已有1290亿个塑料制成的口罩被弃置 ，这造成了严重的土地和水污染。我们制造既环保又高效的口罩滤芯–SCOBY口罩滤芯–以替代不能?物分解的塑料口罩滤芯。

研究问题的原因和意义：

我们制造的环保又高效的口罩滤芯– SCOBY口罩滤芯–以替代不能?物分解的塑料口罩滤芯，从而减少塑料滤芯的使用，为环保出一分力。

*解决方案：

解决问题的办法：

我们首先种植SCOBY，然后将SCOBY撕成一片片嘅薄膜来制成SCOBY口罩滤芯。接下来我们将SCOBY口罩滤芯还有另外3款口罩滤芯进行多种滤芯测试。首先是过滤效能，因为部分玉米淀粉大小与气溶胶和飞沫一样，所以就用玉米淀粉来模拟气溶胶和飞沫。为了测量过滤效能，我们制作了一部装置，如果玉米淀粉不能够被测试滤芯阻隔 ，就会掉到已连接Arduino的PM 2.5 sensor。PM2.5数值越小，过滤效能就会越好。结果显示SCOBY滤芯比其他的口罩的测试数值低，所以可见得它过滤效率是最好。另外，我们还制作另一部装置用来测试水汽可透性，我们将测试的滤芯包住装有沸水的杯子上，若湿度从74%到95%所花费的时间越短，就代表滤芯可透性就越高，虽然SCOBY花费的时间最长，不过数值其实和外科口罩滤芯很接近，所以它的可透性其实也不差。最后，我们尝试找出其含菌量，我们将SCOBY放在沸水浸泡5分钟，再放到培养皿一天后，明显见到几乎没有细菌，证明我们这个方法是足以进行有效消毒，3.5个月之后，SCOBY的含菌量依然很低，证明SCOBY只需消毒一次便可储存3.5个月。

发明研究的重点：

制造SCOBY口罩滤芯,并跟另外3款口罩滤芯进行多种测试，去比较它们的过滤性能，水汽可透性还有含菌量,透过这些测试以确保SCOBY滤芯是既环保又高效的口罩滤芯。

发明研究的难点：

因SCOBY是由红茶菌天然种植而成,所以每次撕出的SCOBY薄膜厚度会有轻微变化,所以以安全考虑,我们选择最薄的SCOBY膜进以测试其过滤效率。

发明研究的难点：

因SCOBY是由红茶菌天然种植而成,所以每次撕出的SCOBY薄膜厚度会有轻微变化,所以以安全考虑,我们选择最薄的SCOBY膜进以测试其过滤效率。

本发明使用方法、附图说明性文字：

制造SCOBY口罩滤芯步骤:

1. 将12克红茶和180克糖加入烧杯中的1800毫升水中。

2. 将混合液煮沸5分钟。

4. 将混合液冷却至室温。

5. 倒入600毫升红茶菌于混合液中。

6. 将混合液放入在35度摄氏的培养箱中21天，以培植SCOBY。

7. 将SCOBY撕成一片片嘅薄膜来制成SCOBY口罩滤芯。

使用方法:

第一次使用:取出SCOBY滤芯，将它剪裁，以确保它能置放于防水布口罩袋内。 

每次使用

1.  用清水清洗已剪裁之SCOBY滤芯，浸它于沸水五分钟，然后风干。

2.  将已消毒之SCOBY滤芯放入防水布口罩袋中，即可使用。

**SCOBY滤芯可重用28次，其后只需更换滤芯，口罩便可继续使用。** 

*使用或试用效果：

为了评估SCOBY滤芯的效能，我们把SCOBY滤芯的物理特性与外科口罩、可重复使用口罩和布口罩进行比较。实验结果证明SCOBY滤芯的过滤效率比其他三种口罩滤芯优胜，其水气渗透性亦与外科口罩相当接近。除此之外，SCOBY滤芯只需将其浸入沸水中5分钟即可进行消毒，此滤芯经消毒后可重复使用28次。己消毒一次的SCOBY滤芯的保质期为3.5个月。因此，SCOBY滤芯是一块既环保又高效口罩滤芯。

*优点：

我们的发明品- SCOBY口罩滤芯-是环保和过滤效率高的口罩滤芯。SCOBY滤芯只需将其浸入沸水中5分钟即可进行消毒，此滤芯经消毒后可重复使用28次。己消毒一次的SCOBY滤芯的保质期为3.5个月。

*还需进一步研究的问题：

我们将进一步研究SCOBY滤芯的透气度和其厚度对过滤效率的影响。

我们首先3d打印设置，然后使用连接到ardruino的壓差传感器来测量滤芯透气性。此外，我们将研究厚度对过滤效率和透气度的影响。

作品图片

查新说明