◆昆明市第三中學(xué) 沈艷華

人體腳掌有二十五萬多條汗腺，加之被襪子和鞋子覆蓋，腳掌更易出汗。剛排出的汗液呈酸性，如果汗液未及時(shí)干燥，其中含有的尿素分解會(huì)產(chǎn)生氨，從而使皮膚表面呈中性或堿性，一般細(xì)菌喜好中性偏堿性的環(huán)境，這就為細(xì)菌繁殖創(chuàng)造了適合的環(huán)境。當(dāng)這些細(xì)菌分解皮膚的角質(zhì)蛋白及汗液中的尿素、乳酸后，就會(huì)形成散發(fā)異味的各種代謝物。例如：金黃色葡萄球菌會(huì)將皮脂中的脂肪分解形成短鏈脂肪酸，產(chǎn)生酸味代謝物；汗液中的尿素被分解成氨，導(dǎo)致腳臭，等等。如果不加以控制，長期被細(xì)菌感染還會(huì)形成腳氣。

基于腳臭和腳氣的形成原因，我選取具備良好吸濕性的硅藻土作為鞋墊基質(zhì)材料，讓腳保持干燥。同時(shí)，利用藥劑水解生成的甲醛作為抗菌試劑制成鞋墊，從根源上破壞細(xì)菌的生存環(huán)境。

一、探究原理

加成型硅橡膠耐濕、耐細(xì)菌，可耐受溫度范圍廣，成型后有延展性，減震性強(qiáng)，是良好的鞋墊基材。

硅藻土具有極強(qiáng)的吸附性，我選擇它作為鞋墊吸濕和吸附藥粉的主材。

硫酸鋁鉀對多種革蘭氏陰性、陽性球菌和桿菌、常見化膿菌等有較強(qiáng)的抑制作用。同時(shí)，硫酸鋁鉀能夠吸水（止汗），在腳汗的溶液中水解呈酸性，為烏洛托品水解產(chǎn)生甲醛提供條件。

六亞甲基四胺（商品名為烏洛托品）是一類常見的皮膚殺菌劑，在酸性條件下，六亞甲基四胺水解能產(chǎn)生具有抗菌作用的甲醛。

云南有著豐富的中草藥資源，我將云南中草藥添加到抑菌藥劑中，以獲得更佳的殺菌效果。

二、制作吸濕除臭鞋墊

（一）確定藥劑配比

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）將荊芥、當(dāng)歸、澤漆、糯飯果、金銀花、木瓜、蜀椒、松木皮、艾草、硫酸鋁鉀用打磨機(jī)打碎成粉末。

圖1 打磨中藥粉

（2）將硅藻土在70 ℃的溫度下烘烤6小時(shí)。

（3）準(zhǔn)備適量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的烏洛托品溶液。

2.實(shí)驗(yàn)過程

（1）將液態(tài)硅膠做成固態(tài)硅膠空白實(shí)驗(yàn)樣片。

（2）取荊芥14 g，當(dāng)歸9 g，澤漆14 g，糯飯果9 g，金銀花9 g，木瓜9 g，蜀椒9 g，松木皮9 g，艾草9 g，混合為A組；取硫酸鋁鉀9 g、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%烏洛托品溶液1 mL混合為B組。將A、B兩組藥品裝入無紡布袋，并將一只穿了一周的普通鞋墊剪成8份，分別插入不同配比的藥粉中。24小時(shí)后取出，利用“瓊脂平皿擴(kuò)散法”，用光學(xué)顯微鏡檢查試樣接觸區(qū)域的細(xì)菌繁殖情況。根據(jù)顯微鏡下觀察到的細(xì)菌數(shù)目確定不同比例的藥粉殺菌效果,確定藥劑最佳配比為mA∶mB= 8∶1。

（3）尋找硅膠、硅藻土和藥劑的最佳配比。改變硅膠、硅藻土和藥劑的配比做成不同的膠片，在濕度為47%的環(huán)境中，將膠片密封于袋子中10分鐘、60分鐘后再測濕度，確定三者最佳配比約為m藥粉∶m硅藻土∶m硅膠= 1∶3∶6。

（二）制作鞋墊

將膠液在70 ℃環(huán)境中加熱20分鐘，凝固后將其剪切成鞋墊形狀。我自制了兩個(gè)尺寸相同的鞋墊套。其中一個(gè)鞋墊套放入自制的吸濕除臭鞋墊，制成實(shí)驗(yàn)墊；另一只放入普通鞋墊，制成對照墊。

圖2 制作吸濕除臭鞋墊

三、吸濕除臭鞋墊效果測試

（一）除濕效果

在受測者同一雙鞋的一只鞋內(nèi)墊入實(shí)驗(yàn)墊，另一只鞋內(nèi)墊入對照墊，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為室溫23 ℃，濕度56%。被測者在23 ℃的室內(nèi)正常穿著4小時(shí)后將鞋子脫下，分別用濕度計(jì)同時(shí)測量鞋墊濕度，測得實(shí)驗(yàn)墊的濕度為68%，對照墊的濕度為75%，這表明吸濕除臭鞋墊的確有較好的吸濕作用。

圖3 鞋墊濕度檢測

（二）抗菌效果

在受測者同一雙鞋的一只鞋內(nèi)墊入實(shí)驗(yàn)墊，另一只鞋內(nèi)墊入對照墊，三天后將實(shí)驗(yàn)墊和對照墊取下。取實(shí)驗(yàn)墊25 cm2，用生理鹽水浸泡1小時(shí)后，用全新的細(xì)毛刷進(jìn)行刷洗，收集刷洗后的溶液（以下稱為實(shí)驗(yàn)液）。再以同樣的方法將對照墊進(jìn)行處理，并取得對照液。

在無菌環(huán)境下分別取等量的實(shí)驗(yàn)液與對照液用革蘭氏染色液染色，觀測短期內(nèi)細(xì)菌的繁殖情況。進(jìn)行24小時(shí)細(xì)菌培養(yǎng)后做定量接種，再次觀察實(shí)驗(yàn)液和對照液中菌落的繁殖情況（如圖4）。結(jié)果表明，對照液經(jīng)革蘭氏染色液染色后，油鏡下可見其中有大量革蘭氏陽性球菌、革蘭氏陽性桿菌、革蘭氏陰性桿菌，實(shí)驗(yàn)液中僅見少量革蘭氏陽性球菌，說明實(shí)驗(yàn)墊有良好的抑菌作用。

圖4 培養(yǎng)皿中菌落的繁殖情況

四、創(chuàng)新與推廣

硫酸鋁鉀吸濕止汗，且水解溶液呈酸性，能促進(jìn)烏洛托品水解產(chǎn)生甲醛，起到殺菌消毒的作用?？紤]到硅藻土的比表面積比活性炭的大數(shù)千倍，利用其超強(qiáng)的吸附性，將其與中草藥配伍，可制成吸濕除臭材料，加工剪裁后可做成鞋墊。這種鞋墊在使用期間無需洗滌（經(jīng)測試，穿著一周不清洗，除菌效果僅降低8.7%），不用時(shí)放在陽光下暴曬或烘干，即可保持鞋墊的優(yōu)良吸濕性。

若將本鞋墊放入不穿的鞋子內(nèi)，也可以起到對鞋子的除濕和殺菌作用。由于本鞋墊所用藥材均為食品級、藥品級，因此無毒副作用。

以硅膠為載體、加入硅藻土和藥劑的鞋墊的制作成本為每雙大約12元。如果僅僅使用藥劑熬煮、浸泡常規(guī)棉布鞋墊，一雙鞋墊的使用成本不足2元，普通鞋墊在洗滌后可再次用藥劑浸泡，多次使用，具有推廣價(jià)值。

吸濕除臭鞋墊制作完成后，我對這項(xiàng)探究成果進(jìn)行了推廣，引起了很多師生的關(guān)注。之后，數(shù)名師生志愿者利用課余時(shí)間一共制作了600多雙簡易吸濕除臭鞋墊，送給其他師生以及云南省祿勸縣九龍鎮(zhèn)麻地村的貧困戶。

圖5 師生制作簡易吸濕除臭鞋墊

圖6 將簡易吸濕除臭鞋墊送給云南省祿勸縣九龍鎮(zhèn)麻地村的貧困戶