Laval üles astudes avas Elizabeth Dougherty volditud paberi, fooliumtihend vilkus tuledes. "Ja võitja on, " peatus ta dramaatilise efekti nimel, "Virginia ülikoolist ...."
Kuid midagi rohkemat polnud kuulda, ulg ja cheers varjasid ta sõnu. Rusikad pandi õhku, pisarad vajusid.
See võidukas hetk kuulus tudengite meeskonnale ja nende nõustajale, kes osalesid USA patendi- ja kaubamärgiameti peakorteris Virginias Alexandrias Collegiate Leiutajate võistlusel. USPTO leiutajate hariduse, teavitustöö ja tunnustamise direktor Dougherty ja teised kohalviibijad austasid Ameerikat Shakeelit ja Payam Pourtaherit nende grupi revolutsioonilise toote AgroSpheres eest, mis on loodud eesmärgiga kõrvaldada pestitsiidide kahjulikud kõrvalmõjud kogu maailmas.
Duo astus lava tagant irvimatult üles, annetades neile võistluse bakalaureuseastme üldvõitjatena neile antud rasked kuldmedalid. See väga konkurentsivõimeline üleriigiline võistlus julgustab innovatsiooni, ettevõtlust ja loovust, tutvustades tipptasemel üliõpilaste juhitud projekte kolledžitest ja ülikoolidest kogu riigis. (USPTO, kes teeb koostööd Smithsonian.com-iga, et toetada innovatsioonilugusid Smithsoniani asutuses ja väljaspool seda, on ka võistluse sponsor.) Lisaks riistvarale võidavad esimese koha võitjad koju 10 000 dollarit, millele lisandub veel 2000 dollarit nende nõustajale. .
"Meie vanemad on meie motivatsioon, " ütleb Pourtaheri pärast teadet laval. „Me mõlemad ei sündinud Ameerika Ühendriikides. Nad tõid meid siia ja taasalustasid oma elu, et saaksime teha seda, mida tahame, ”räägib ta. "Kui nad lati nii kõrgele seavad, on teie kohus teha nad uhkeks, sest soovite neile näidata, kui uhked olete."
Tema uurimispartner nõustus: “Ma polnud tegelikult piisavalt nutikas, et pääseda heasse põhikooli või keskkooli, ” räägib Shakeel. Nii töötas tema ema 12 aastat oma koolis Pakistanis, et ta saaks sisse ja hea hariduse. "Pärast seda on minu kohustus teha pakutavate võimalustega kõik endast olenev."
Alates 1990. aastast on kollektiivsete leiutajate konkurss tunnustanud nii bakalaureuse- kui ka magistriõppe leiutajate rasket tööd. Sel aastal võitis MIT-st pärit Carl Schoellhammer kraadiõppe osakonna oma tööga SuonoCalmil, mille eesmärk oli pakkuda tõhusamaid rektaalsete ravimite kohaletoimetamist - niinimetatud 21. sajandi klistiir, “ütleb keemiainsener oma Twitteri-valmis seletuses. Bakalaureuseastme teine koht läks Columbia ülikooli meeskonnale, kes tegeleb Cathecare'iga - tootega, mis on loodud kateetriravimitega nakatumise võimaluste välistamiseks.
Finalistidest tundus AgroSpheres eriti murranguline, ütles Radia Pearlman, arvutiteadlane, kes on kõige tuntum oma Spanning Tree Protocol (STP) leiutisega ja üks võistluskohtunikke. "Pestitsiididest vabanemine on uskumatult oluline probleem ja sügav teadus selle kohta, kuidas nad seda tegelikult teevad, " ütleb ta.
Pestitsiide kasutatakse laialdaselt kogu maailmas - vastavalt laiaulatuslikule EPA uuringule on kogukasutus nii 2006. kui ka 2007. aastal umbes 5, 2 miljardit naela. Kuigi need ühendid on soodsad saagikuse ja põllukultuuride kvaliteedi osas, on neil palju negatiivseid kõrvalmõjusid nii elusloodusele kui ka inimestele, näiteks vähk.
Shakeel väidab, et üks suurimaid probleeme on pestitsiidide kasutamise suurim koormus arenguriikidele. Nendes piirkondades on määrused piiratud. Lapsed moodustavad sageli olulise osa maapiirkondade tööjõust ja paljud võivad töötada ilma kaitsevahendite või piisava väljaõppeta.
“Me mõlemad sündisime arengumaades, ” selgitab Shakeel. "Ja me olime teadlikud pestitsiidide kasutamisega seotud sotsiaalsetest probleemidest - kuidas see mõjutab põllumehi kõige rohkem."
Ameerika Ühendriikides kehtestab keskkonnakaitseagentuur (EPA) teatavad saagikoristuseelsed intervallid (PHI) - pestitsiidide kasutamise ja põllukultuuride koristamise vahelised ajalised nõuded. Ja kuigi need perioodid võimaldavad ühenditel laguneda saagikoristuseks ohutule tasemele, vähendades töötajatele tekkivat ohtu, võivad nad ka saaki aeglustada, põhjustades saagi kaotust, kui enne ooteaega on halvad ilmad.
AgroSpheres kõrvaldab vajaduse PHI järele, kiirendades pestitsiidide lagunemist tundideks, mitte nädalateks või isegi kuudeks, ütles Shakeel. Idee sündis kaks aastat tagasi pärast seda, kui paar sai teada UVA-meeskonna varasemast katsest luua “bioosakesed”, mis on pisikesed bioloogiliselt loodud ensüümide pallid, mis võivad teiste ühenditega suhelda ja neid lagundada. Kuid see uurimine oli sellega lõppenud, ilma protsessi täpsustamise või idee praktilise rakendamiseta.
"See on ainulaadne juhtum, kus me leidsime lahenduse juba enne probleemi lahendamist, " ütleb Pourtaheri. Nii hakkasid nad välja pakkuma võimalusi selle kasutamiseks. Kui nad pöördusid oma praeguse nõustaja, Virginia ülikooli NanoSTAR instituudi kaasdirektori Mark Kesteri poole, teadis ta, et nad on millegagi seotud.
Üks nende ideid oli kasutada bioosakesi ravimite efektiivsemaks või sihipärasemaks tarnimiseks, kuid sellises mahus tehtavad meditsiinilised uuringud on kõigile, vaatamata sellele, üliõpilastele, suur tellimus. Nii ütles Kester neile: “Mõelgem siin mõnele kergemale lõpumängule. Kus on madalad rippuvad viljad? ”
Nad otsustasid sõna otseses mõttes madala rippuva puuvilja.
Pärast kollektiivsete leiutajate konkursi auhinnatseremooniat liidavad Payam Pourtaheri ja Ameer Shakeel nende ülikooli nõuniku Mark Kesteriga. (USPTO) Shakeel, Pourtaheri ja nende meeskonnakaaslased konstrueerisid bioloogilisi osakesi, mis lagundavad taimede pinnal pestitsiide. Esimesed pestitsiidide puhastamise katsed toimuvad Virginia viinamarjaistandustes.
Ehkki toode on patendi ootel - nii et selle tegeliku mehhanismi ja kujunduse üksikasjad on piiratud - töötab AgroSpheres mõne keeruka tehnilise lahenduse tõttu, selgitab Kester.
Bakterid koondavad spetsiifilised ensüümid, mis on vajalikud pestitsiidide mittetoksiliseks lagundamiseks lihtsateks ühenditeks - suhkruteks, rasvadeks. Kuid meeskond on suutnud need bakterid, mida Kester hellitavalt nimetab „vigadeks”, kujundada, et seda ensüümikokteili droogides välja ajada.
"Mida me oleme endale viga teinud, ei ole mitte ainult bioloogilise ensüümi valmistamine, vaid ka selle panemine tegelikult" kommikattega "kestasse, mis seda kaitseb, " selgitab ta. Eriti oluline on see, et bakterid teevad seda ilma oma geneetilist materjali kaasamata. See tähendab, et meeskond saab ensüümid eraldada ja pritsida need bioloogilised “M & Ms” otse saagikoristusele taimedele, muretsemata saastumise või bakterite paljunemise pärast.
Idee põhineb kontseptsioonil „looduslik nõrgenemine“ või saastatud piirkonna sisaldamine ning see võimaldab looduslikel protsessidel - näiteks bakterite lagundamisel - lagundada mürgiseid ühendeid healoomulisteks komponentideks. Kuid loomulik sumbumine võtab sageli nädalaid või kuid ning AgroSpheres'i meeskond väidab, et suudab aktiivsed ensüümid koondada, et selle protsessi ajakava dramaatiliselt vähendada.
Viimase aasta jooksul on nende meeskonda kasvanud nii, et UVA-s on kokku viis kõrgelt motiveeritud õpilast. Kolm on viimasel kooliaastal, kaks on lõpetanud möödunud aasta kevadel. "Teil võib olla suurepärane idee, kuid kui teil pole uskumatut meeskonda, siis see ebaõnnestub, " ütleb Pourtaheri.
Enne toote turule toomist on veel pikk tee minna ja seda tuleb põhjalikult testida, et tagada mittetoksilisuse ja keskkonnaohutuse väidete kehtivus ka kaubanduses. Sellegipoolest nõustuvad meeskonna liikmed kõik kindlalt, et nad plaanivad uurimistööga jätkata.
Teadlased on seda ideed laboris testinud ja viivad nüüd läbi viinamarjaistandustes ja kasvuhoonetes katseid, et välja selgitada meetodi tõhusus ja see, kui kaua aega ensüümide endi lagunemine võtab. Koostöös USA reguleerivate asutustega, sealhulgas EPA, USDA ja FDA, töötavad selle protsessi laiendamise nimel, et muuta see teostatavaks tööstuslikes rakendustes.
Nad loodavad parandada bioosakeste kujundust, muutes need paremaks ja tõhusamaks, selgitas Joe Frank, kes juhib märtsis loodud ettevõtte teadusuuringuid ja arendustööd ning on oma viimase kooliaasta UVA-s. Samuti loodavad nad laieneda teistele rakendustele, sealhulgas muude potentsiaalselt ohtlike ühendite lagunemisele.
Laval küsis Dougherty duolt, mis juhtub pärast võitu.
"Meil on DC-s kell 2:30 kohtumine [intellektuaalomandi] advokaadiga, " ütleb Shakeel, kui heitis pilgu enne naermist.
