A színpadon Elizabeth Dougherty kinyitotta a hajtogatott papírt, és a fólia pecsétje villogott a lámpákban. "És a győztes" - szüneteltette a drámai effektus -, a Virginiai Egyetemen ...
De nem lehetett többet hallani, a szomorúság és az éljenzés elhomályosította a szavait. Ökölleket pumpáltak a levegőben, könnyek estek.
Ez a diadalmas pillanat egyetemi hallgatók és tanácsadóik csoportjához tartozott, akik részt vettek a kollégiumi feltalálók versenyén az amerikai szabadalmi és védjegyhivatal székhelyén, a virginiai Alexandriában. Dougherty, az USPTO kitalálói oktatás, tájékoztatás és elismerés igazgatója és mások, akik részt vették, tisztelték Amerik Shakeel és Payam Pourtaheri csoportjuk forradalmian új termékét, az AgroSpheres-t, amelynek célja a peszticidek káros mellékhatásainak kiküszöbölése világszerte.
A duó homályosan vigyorogva lépett fel a színpadra, ahogy a verseny egyetemi osztályának általános győzteseként nekik átadott nehéz aranyérmet adták át nekik. Ez a rendkívül versenyképes, országos szintű verseny ösztönzi az „innovációt, a vállalkozói szellemet és a kreativitást”, bemutatva a legmodernebb, hallgatók által vezetett projekteket az ország főiskoláitól és egyetemeitől. (Az USPTO, amely a Smithsonian.com-szal együttműködve támogatja az innovációról szóló történeteket a Smithsonian Intézetben és azon túl is, szintén a verseny szponzora.) A hardver mellett az első helyezett nyertesek 10 000 dollárt hazavehetnek, további 2000 dollárral pedig tanácsadójukat. .
"A szüleink motiválják" - mondja Pourtaheri a színpadon a bejelentés után. „Mindketten nem az Egyesült Államokban született. Idehoztak minket, és újraindították az életüket, hogy meg tudjuk csinálni, amit akarunk. ”- mondja. "Amikor olyan magasra állítják a rúdot, rajtad múlik, hogy büszkessé tegyék őket, mert meg akarod mutatni nekik, milyen büszke vagy rájuk."
Kutatópartnere egyetértett azzal, hogy „nem voltam elég okos ahhoz, hogy jó általános iskolába vagy középiskolába jussam” - mondja Shakeel. Tehát édesanyja 12 éve dolgozott Pakisztán iskolájában, hogy be tudjon lépni és jó képzést kapjon. "Ezután a felelősségem, hogy mindent megtehessek a bemutatott lehetőségekkel."
1990 óta a kollégiumi feltalálók versenye elismerte mind az egyetemi, mind a végzős feltalálók kemény munkáját. Ebben az évben Carl Schoellhammer (MIT) nyerte el a diplomások elvégzését a SuonoCalm-nal végzett munkájával, amelynek célja a rektális gyógyszerek hatékonyabb szállítása - az úgynevezett „21. századi beöntés” - mondja a vegyész mérnök Twitter-kész magyarázatában. Az egyetemi osztály második helyezettje a Columbia University egy csapatának a Cathecare-en dolgozott, amely a katéter gyógyszerbejuttatással való fertőzés lehetőségeinek kiküszöbölésére szolgáló termék.
A döntősek közül az AgroSpheres különösen úttörőnek tűnt - mondta Radia Pearlman, a számítógépes tudós, a legismertebb a Spanning Tree Protokoll (STP) találmányáról és az egyik versenybíró. "A peszticidektől való megszabadulás hihetetlenül fontos probléma, és mély tudomány annak szempontjából, hogy miként valósítják meg őket" - mondja.
A peszticideket rohamosan használják világszerte - a globális felhasználásuk mintegy 5, 2 milliárd fontot tesz ki mind 2006-ban, mind 2007-ben, egy átfogó EPA-tanulmány szerint. Noha ezek a vegyületek jótékony hatással vannak a terméshozamra és a növények minőségére, sok negatív mellékhatásuk van a vadon élő állatok és az emberek számára egyaránt, például a rák.
Shakeel kiemeli, az egyik legnagyobb probléma az, hogy a növényvédő szerek használatának legnagyobb terhe a fejlődő nemzetek. Ezekben a régiókban a szabályozás korlátozott. A gyermekek gyakran a vidéki munkaerő jelentős részét képezik, és sokan védőfelszerelés vagy megfelelő képzés nélkül is dolgozhatnak.
"Mindketten fejlődő országokban született" - magyarázza Shakeel. "És tisztában voltunk a peszticidek használatával kapcsolatos társadalmi problémákkal - hogy ez hogyan érinti a mezőgazdasági termelőket leginkább."
Az Egyesült Államokban a Környezetvédelmi Ügynökség (EPA) végrehajtja bizonyos betakarítás előtti időközöket (PHI) - vagy a növényvédő szerek alkalmazása és a növények betakarítása közötti időigényeket. És bár ezek az időszakok lehetővé teszik a vegyületeknek a betakarítás biztonságos szintjére történő lebontását, csökkentve ezzel a munkavállalók kockázatát, lelassíthatják a betakarítást is, és a termésveszteséget okozhatják, ha a várakozási idő előtt bekövetkezik a rossz idő.
Az AgroSpheres kiküszöböli a PHI-k szükségességét, néhány órára gyorsítva a peszticidek lebontását hetekkel vagy akár hónapokkal szemben, mondja Shakeel. Az ötlet két évvel ezelőtt vetődött fel, miután a pár egy UVA-csapat korábbi kísérletéből megtudta, hogy “biorészecskéket” hozzon létre, amelyek apró biológiailag létrehozott enzimgolyók, amelyek kölcsönhatásba léphetnek és lebonthatják más vegyületeket. Ez a kutatás ott véget ért, a folyamat finomítása vagy az ötlet gyakorlati alkalmazása nélkül.
"Ez egy egyedülálló eset, amikor a probléma előtt találtunk megoldást" - mondja Pourtaheri. Tehát elkezdték javasolni annak használatát. Amikor megkeresették jelenlegi tanácsadójukat, Mark Kestert, a Virginiai Egyetem NanoSTAR Intézetének társigazgatóját, tudta, hogy valami kapcsolatban állnak velük.
Az egyik elképzelésük a biorészecskék felhasználása volt a gyógyszerek hatékonyabb vagy célzottabb szállítására, ám az ilyen mértékű orvosi kutatás bárki számára magas rend, mégis hallgatók. Tehát Kester azt mondta: „Gondoljunk néhány egyszerűbb játékra itt. Hol vannak az alacsonyan lógó gyümölcsök? ”
Tehát szó szerint alacsonyan lógó gyümölcsre váltottak.
Payam Pourtaheri és Ameer Shakeel egyetemi tanácsadója, Mark Kester csatlakozik a Collegiate Inventors verseny díjátadó ünnepségét követően. (USPTO) Shakeel, Pourtaheri és csapattársaik biológiai részecskéket készítettek, amelyek a növények felületén rovarirtókat bontanak le. A peszticidek tisztításának első vizsgálatát Virginia szőlőültetvényein végzik.
Noha a termék szabadalmaztatott folyamatban van - tehát a tényleges mechanizmus és a kialakítás részletei korlátozottak -, az AgroSpheres valamilyen trükkös mérnöki munka miatt működik - magyarázza Kester.
A baktériumok összegyűjtik azokat a specifikus enzimeket, amelyek ahhoz szükségesek, hogy a növényvédő szereket nem toxikusan lebontják egyszerű vegyületekké - cukrok, zsírok. De a csapatnak sikerült megterveznie ezeket a baktériumokat, amelyeket Kester szeretettel „hibáknak” nevez, hogy ezt az enzim-koktélt drow-kban kiürítsék.
"Amit megtettünk a hibán, az nemcsak a biológiai enzim előállítását, hanem valójában egy" édességekkel bevont "héjba helyezését, amely védi azt" - magyarázza. Különösen fontos, hogy a baktériumok ezt megtegyék anélkül, hogy saját genetikai anyagot tartalmaznának. Ez azt jelenti, hogy a csapat szétválaszthatja az enzimeket, és ezeket a biológiai „M & Ms” -eket közvetlenül a növényekre betakaríthatja a betakarítás előtt, a szennyeződés vagy a baktériumok szaporodása miatt.
Az ötlet a „természetes csillapítás”, vagyis a szennyezett régiót tartalmazó fogalomból merül fel, és lehetővé teszi a természetes folyamatok - mint például a baktériumok lebontása - a mérgező vegyületek jóindulatú összetevőkké történő lebontását. De a természetes csillapítás gyakran heteket vagy hónapokat vesz igénybe, és az AgroSpheres csapata állítja, hogy képes koncentrálni az aktív enzimeket, hogy drasztikusan csökkentse ennek a folyamatnak az ütemtervét.
Az elmúlt évben csapatuk összesen öt erősen motivált hallgatóval bővült az UVA-n. Három az iskola utolsó évében, kettő az elmúlt tavasszal végzett. „Nagyszerű ötlettel rendelkezel, de ha nincs hihetetlen csapatod, akkor kudarcot vall majd” - mondja Pourtaheri.
A terméknek még hosszú utat kell megtennie, mielőtt forgalomba hozza, és alaposan tesztelni kell annak biztosítása érdekében, hogy a toxikusságra és a környezetbiztonságra vonatkozó állítások kereskedelmi méretekben érvényesek legyenek. Ennek ellenére a csapat tagjai mind hangosan egyetértenek abban, hogy a kutatás folytatását tervezik.
A kutatók a laboratóriumban kipróbálták az elképzelést, és most kísérleteket folytatnak szőlőskertekben és üvegházakban annak érdekében, hogy kitalálják a módszer hatékonyságát és azt, hogy mennyi időbe telik maguk az enzimek lebontása. Az amerikai szabályozó ügynökségekkel - köztük az EPA-val, az USDA-val és az FDA-val - együttműködve azon dolgozzák fel a folyamatot, hogy ez ipari méretű alkalmazások számára megvalósítható legyen.
Remélik, hogy javítják a biorészecskék kialakítását, és ezáltal jobbá és hatékonyabbá teszik őket - magyarázza Joe Frank, aki a márciusban alapított vállalat kutatási és fejlesztési tevékenységét vezeti, és az UVA iskolájának utolsó évében jár. Azt is remélik, hogy más alkalmazásokra is kiterjednek, ideértve az egyéb potenciálisan veszélyes vegyületek bontását.
A színpadon Dougherty megkérdezte a duót, hogy mi történik a győzelem után.
"Megbeszélésünk DC-ben van egy szellemi tulajdonnal foglalkozó ügyvéddel 2: 30-kor" - mondja Shakeel, aki az órájára pillant, mielőtt nevetne.
