發明環保洗衣機中學生揚威海外

由香港贏到美國

「香港學生科學比賽」由香港青年協會、教育局和香港科學館合辦，至今已踏入第18屆，每年都會吸引一班對科學充滿熱誠的中學生參加。比賽分為「發明品」和「研究項目」兩大類，參加者要從「生物與化學」或「物理與工程」兩大科學範疇中選取題目進行發明或研究，評審會根據參賽隊伍的創意、設計、作品展現、表達技巧和團隊合作等方面評分。現升讀聖保羅男女中學中五的5位學生盧子僖（Jonathan）、黎卓暉（Alan）、趙君穎（Melody）、陳百樂（Peter）和林詩皓（Henry），就讀中四時以發明品「微水泡魔法」參賽，成功在88間中學隊伍中脫穎而出，奪得比賽的高中組發明品冠軍，其後更在美國大賽「2016國際可持續發展項目奧林匹克競賽」（I-SWEEEP）中奪得銀獎，揚威海外。

隊長Jonathan自小喜歡科學，經常閱讀與科學有關的書籍和研究，去年讀到一些關於超聲波的文章後，便開始研究超聲波的可能性。

「微水泡魔法」的體積和容量均與市面上的洗衣機十分接近。	變頻器的數量和位置會直接影響洗衣機的效能。	每個變頻器都要獨立操作。

微水泡帶走污漬

比人類的聽頻範圍更高，頻率超過20kHz的聲音就是超聲波，而超聲波的高頻特性可以應用在不同領域，Jonathan說：「在現實生活中，超聲波的用途十分廣泛，除了有醫療用途的超聲波診斷成像技術，工業界亦會以超聲波操縱機器。另外，很多研究均指出超聲波有清潔用途，洗眼鏡機和洗牙刷機等超聲波清洗機亦十分常見，但一直都沒有人研發超聲波洗衣機。」Melody解釋，超聲波會令清水產生震動，在水中製造微細的真空氣泡，而氣泡爆破時的能量則有助帶走物件上的污漬，她說：「根據這個原理，我們認為只要把整件衣服浸入水中，再以超聲波持續震動一段時間，便可徹底清潔衣服上的污漬。」為了驗證這個想法，他們製作了一個小型超聲波洗衣機，Alan 解釋：「這個小型洗衣機安裝了一個發放超聲波的變頻器（Transducer），完成後我們嘗試清潔小手巾等小型布料，效果十分理想，接着我們便開始研究製作大型洗衣機的方法。」

把衣服掛在洗衣機內的支架，每一面都要接觸到水，才能徹底清潔。	同學們先製作了一個小型超聲波洗衣機，驗證這個想法的可能性。	超聲波機是目前廣泛應用的工具。

調整變頻器數量

製作大型洗衣機的難度在於變頻器的數量和位置，Peter闡述：「最初我們在容器的其中一面安裝了4個變頻器，但是不能同時清潔多件衣服。後來，我們增加了變頻器的數量，又嘗試了多種擺放位置，終於成功研製一部可以同時清洗10至15件衣物的超聲波洗衣機。」 Henry補充，這部洗衣機的體積和容量均與市面上的洗衣機相若，而且可以在不使用洗衣粉的情況下，徹底洗走麻油和醬油等污漬，他說：「傳統洗衣機的原理是透過不斷加水來進行清潔，相反，超聲波洗衣機只需使用固定分量的水，用水量比傳統洗衣機節省20至30公升，而清洗時間亦較短，約20分鐘便能完成整個程序。」

雖然成功奪得大獎，但Jonathan表示洗衣機仍有不足之處，他說：「我們成功清潔了不同類型的污漬，紅酒漬則是怎樣也無法洗得乾淨；另外，水箱中殘留的污水也未能自動排走，希望日後會找到改善的方法。」

撰文：吳俊賢　

攝影：胡振文