Lavalle ylöspäin Elizabeth Dougherty avasi taitetun paperin, foliotiiviste vilkkuu valoissa. "Ja voittaja on", hän keskeytti dramaattiset vaikutelmat, "Virginian yliopistosta ...."
Mutta enempää ei voinut kuulla, huokaukset ja kippis hämärsivät hänen sanojaan. Nyrkkejä pumpattiin ilmaan, kyyneleet vuotoivat.
Tämä voittava hetki kuului opiskelijoiden ja heidän neuvonantajiensa ryhmään, joka osallistui Collegiate keksijöiden kilpailuun Yhdysvaltain patentti- ja tavaramerkkiviraston pääkonttorissa Alexandriassa, Virginiassa. USPTO: n keksijöiden koulutuksen, tiedotuksen ja tunnustamisen johtaja Dougherty ja muut osallistujat kunnioittivat Ameer Shakeelia ja Payam Pourtaheria heidän ryhmänsä vallankumouksellisesta tuotteesta AgroSpheres, joka on luotu torjumaan torjunta-aineiden vahingolliset sivuvaikutukset maailmanlaajuisesti.
Duo nousi virkeelle vaiheessa virhettämättä, kun he lahjoittivat heille annetut raskaat kultamitalit kilpailun perustutkinnon voittajaksi. Tämä erittäin kilpailukykyinen valtakunnallinen kilpailu kannustaa ”innovaatioita, yrittäjyyttä ja luovuutta”, joka esittelee huipputekijöitä, opiskelijoiden vetämiä hankkeita korkeakouluista ja yliopistoista ympäri maata. (USPTO, joka yhteistyössä Smithsonian.com-sivuston kanssa tukee innovaatiotarinoita Smithsonian-instituutiossa ja sen ulkopuolella, on myös kilpailun sponsori.) Laitteiden lisäksi ensimmäisen sijan voittajat vievät kotiin 10 000 dollaria ja lisäksi 2 000 dollaria neuvonantajalleen. .
”Vanhempamme ovat motivaatiomme”, Pourtaheri sanoo lavalla ilmoituksen jälkeen. ”Emme molemmat ole syntyneet Yhdysvalloissa. He toivat meidät tänne ja aloittivat elämänsä uudelleen, jotta voimme tehdä mitä haluamme tehdä ”, hän sanoo. "Kun he asettavat palkin niin korkealle, sinun on tehtävä heistä ylpeitä, koska haluat näyttää heille, kuinka ylpeä heistä olet."
Hänen tutkimuskumppaninsa oli yhtä mieltä siitä, että "en ollut oikeasti tarpeeksi fiksu päästäksesi hyvään alakouluun tai lukioon", Shakeel sanoo. Joten hänen äitinsä työskenteli 12 vuotta Pakistanissa sijaitsevassa koulussaan, jotta hän voisi päästä sisään ja saada hyvän koulutuksen. "Sen jälkeen velvollisuuteni on tehdä kaikkensa tarjoamiesi mahdollisuuksien avulla."
Vuodesta 1990 lähtien Collegiate keksijöiden kilpailu on tunnustanut sekä perus- että tutkinnon keksijöiden kovan työn. Tänä vuonna MIT: n Carl Schoellhammer voitti tutkinnon suorittamisen SuonoCalm-tutkimuksellaan, jonka tarkoituksena oli tarjota tehokkaampi peräsuolen lääkeannostelu - niin kutsuttu ”2000-luvun peräruiske”, kemian insinööri kertoo Twitter-valmiina selityksessään. Perustutkinnon suorittaneen yksikön toinen sija meni Columbian yliopiston joukkueelle, joka työskentelee Cathecare-tuotteella, joka on suunniteltu poistamaan mahdollisuudet infektioihin katetrilääketoimituksen avulla.
Finalisteista AgroSpheres näytti erityisen uraauurtavalta, sanoo Radia Pearlman, tietokone tutkija, joka tunnetaan parhaiten keksinnöstään Spanning Tree Protocol (STP), ja yksi kilpailun tuomarista. "Torjunta-aineista päästä eroon on uskomattoman tärkeä ongelma ja syvä tiede sen suhteen, kuinka [he] tosiasiallisesti tekevät sen", hän sanoo.
Torjunta-aineita käytetään yleisesti maailmanlaajuisesti - kattavan EPA-tutkimuksen mukaan maailmanlaajuinen käyttö on noin 5, 2 miljardia puntaa sekä vuonna 2006 että 2007. Vaikka nämä yhdisteet ovat hyödyllisiä satojen ja satojen laadulle, niillä on monia negatiivisia sivuvaikutuksia sekä villieläimille että ihmisille, kuten syöpä.
Yksi suurimmista ongelmista, Shakeel väittää, on se, että kehitysmaat kantavat suurimman torjunta-aineiden käytön taakan. Näillä alueilla säännöt ovat rajoitetut. Lapset ovat usein merkittävä osa maaseudun työvoimaa, ja monet voivat työskennellä ilman suojavarusteita tai riittävää koulutusta.
”Olemme kumpikin syntynyt kehitysmaissa”, Shakeel selittää. "Ja olimme tietoisia torjunta-aineiden käyttöön liittyvistä sosiaalisista ongelmista - kuinka se vaikuttaa viljelijöihin eniten."
Yhdysvalloissa ympäristönsuojeluvirasto (EPA) valvoo tiettyjä sadonkorjuun estovälejä (PHI) - tai torjunta-aineiden käytön ja sadonkorjuun välillä kuluvia aikavaatimuksia. Ja vaikka nämä ajanjaksot antavat yhdisteiden hajoa turvalliselle tasolle sadonkorjuussa vähentäen työntekijöille aiheutuvaa riskiä, ne voivat myös hidastaa sadonkorjuuta aiheuttaen satohäviöitä, jos huono sää on asetettu ennen odotusaikaa.
AgroSpheres eliminoi PHI-aineiden tarpeen ja nopeuttaa torjunta-aineiden hajoamista tunteihin, toisin kuin viikkojen tai jopa kuukausien ajan, Shakeel sanoo. Idea sai siemeniä kaksi vuotta sitten sen jälkeen, kun pari sai tietää aikaisemmasta UVA-ryhmän yrityksestä luoda ”biohiukkasia”, jotka ovat pieniä biologisesti luotuja entsyymipalloja, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa muiden yhdisteiden kanssa ja hajottaa ne. Mutta tuo tutkimus oli päättynyt siihen ilman prosessin hienosäätöä tai idean käytännön soveltamista.
"Se on ainutlaatuinen tapaus, jossa löysimme ratkaisun ennen ongelmaa", Pourtaheri sanoo. Joten he alkoivat ehdottaa tapoja käyttää sitä. Kun he ottivat yhteyttä nykyiseen neuvonantajaansa, Mark Kesteriin, Virginian yliopiston NanoSTAR-instituutin yhteisjohtajaan, hän tiesi heidän olevan jonkin puolella.
Yksi heidän ideoistaan oli käyttää biohiukkasia lääkkeiden toimittamiseen tehokkaammin tai kohdennetummin, mutta tällaisessa mittakaavassa tapahtuva lääketieteellinen tutkimus on korkea tilaus kenelle tahansa, silti opiskelijoille. Joten Kester kertoi heille: ”Ajattelkaamme täällä joitain helpompia päättymispelit. Missä ovat alhaalla roikkuvat hedelmät? ”
Joten he siirtyivät kirjaimellisesti matalaan roikkuviin hedelmiin.
Payam Pourtaherin ja Ameer Shakeelin yhdistää yliopistoneuvos Mark Kester Collegiate keksijöiden kilpailun palkintojenjakotilaisuuden jälkeen. (USPTO) Shakeel, Pourtaheri ja heidän joukkuetoverinsa tekivät biologisia hiukkasia, jotka hajottavat torjunta-aineita kasvien pinnalla. Heidän ensimmäiset torjunta-aineiden puhdistustestit tapahtuvat Virginian viinitarhoilla.
Vaikka tuote on patenttihakemuksessa - joten sen todellisen mekanismin ja suunnittelun yksityiskohdat ovat rajalliset -, AgroSpheres toimii vaikean tekniikan takia, Kester selittää.
Bakteerit kokoavat tietyt entsyymit, jotka ovat tarpeen torjunta-aineiden myrkyttömäksi hajottamiseksi yksinkertaisiksi yhdisteiksi - sokereiksi, rasvoiksi. Mutta joukkue on onnistunut suunnittelemaan nämä bakteerit, joita Kester hellästi kutsuu "virheiksi", tämän polttoaineen kuivaamiseksi.
"Se mitä olemme saaneet virheen, ei ole vain biologisen entsyymin valmistus, vaan myös sen laittaminen" karkkia päällystetylle "kuorelle, joka suojaa sitä", hän selittää. Erityisen tärkeää on, että bakteerit tekevät tämän sisällyttämättä mitään omaa geneettistä materiaaliaan. Tämä tarkoittaa, että ryhmä voi erottaa entsyymit ja suihkuttaa nämä biologiset “M & Ms” suoraan kasveille ennen sadonkorjuuta huolehtimatta kontaminaatiosta tai bakteerien lisääntymisestä.
Idea perustuu käsitteeseen "luonnollinen vaimennus" tai sisältää saastuneen alueen ja antaa luonnollisille prosesseille - kuten bakteerien hajoamiselle - hajottaa myrkylliset yhdisteet hyvänlaatuisiksi komponenteiksi. Mutta luonnollinen vaimennus vie usein viikkoja tai kuukausia, ja AgroSpheres-tiimi väittää pystyvänsä keskittämään aktiiviset entsyymit vähentääkseen dramaattisesti tämän prosessin aikataulua.
Viime vuonna heidän ryhmänsä on kasvanut sisällyttämään yhteensä viisi erittäin motivoitunutta opiskelijaa UVA: lla. Kolme on viimeisen kouluvuodensa luona ja kaksi on valmistunut viime kevään aikana. "Sinulla voi olla loistava idea, mutta jos sinulla ei ole uskomatonta joukkuetta, se epäonnistuu", Pourtaheri sanoo.
Tuotteella on vielä pitkä matka ennen markkinoille saattamista, ja se on testattava perusteellisesti varmistaakseen myrkyttömyyttä ja ympäristöturvallisuutta koskevat väitteet kaupallisessa mittakaavassa. Siitä huolimatta ryhmän jäsenet ovat kaikki uskomattoman yhtä mieltä siitä, että aikovat jatkaa tutkimuksen jatkamista.
Tutkijat ovat kokeilleet ideaa laboratoriossa ja suorittavat nyt tutkimuksia viinitarhoilla ja kasvihuoneilla selvittääkseen menetelmän tehokkuuden ja kuinka kauan entsyymien hajoaminen vie itse. Yhteistyössä Yhdysvaltojen sääntelyvirastojen, kuten EPA: n, USDA: n ja FDA: n kanssa, ne pyrkivät laajentamaan prosessia, jotta se olisi toteutettavissa teollisuussovelluksissa.
He toivovat parantavansa biohiukkasten suunnittelua tekemällä niistä entistä parempia ja tehokkaampia, selittää Joe Frank, joka johtaa maaliskuussa perustetun yrityksen tutkimus- ja kehitystyötä ja on viimeisenä koululuensa UVA: ssa. He haluavat myös laajentua muihin sovelluksiin, mukaan lukien muiden mahdollisesti vaarallisten yhdisteiden hajottaminen.
Lavalla Dougherty kysyi duolta, mitä tapahtuu voiton jälkeen.
"Meillä on tapaaminen DC: ssä [teollis- ja tekijänoikeuksien] asianajajan kanssa kello 2:30", Shakeel sanoo vilkaisen kelloaan ennen nauramista.
