На позорници је Елизабетх Доугхерти отворила пресавијени папир, а печат фолије трепери у лампицама. "А победник је", застала је за драматични ефекат, "са Универзитета у Вирџинији ...."
Али више се није могло чути, коко и клицао је прикривао њене речи. У песку су пуцале песнице, а сузе су текле.
Овај тријумфални тренутак припадао је тиму студената и њиховог саветника, који су учествовали у такмичењу Цоллегиате Инвенторс у седишту америчког Уреда за патенте и заштитне знакове у Александрији у Виргинији. Доугхерти, директор УСПТО-а за образовање, достизање и признавање изумитеља и други присутни, почастили су Амеер Схакеел и Паиам Поуртахери за револуционарни производ њихове групе АгроСпхерес, створен с циљем уклањања штетних нуспојава пестицида широм света.
Двојац је неуморно ступио на бину док су им додељивали тешке златне медаље које су им додељене као укупни победници у доделу додипломске конкуренције такмичења. Овај високо такмичарски конкурс за целокупну државу подстиче „иновативност, предузетништво и креативност“, показујући врхунске пројекте које воде студенти са колеџа и универзитета широм земље. (УСПТО, који сарађује са Смитхсониан.цом за подршку причама о иновацијама у Смитхсониан Институцији и шире, такође је покровитељ конкурса.) Поред хардвера, победници на првом месту односе и 10.000 УСД са додатних 2.000 УСД за свог саветника. .
„Наши родитељи су наша мотивација“, каже Поуртахери на бини након најаве. „Обоје нисмо рођени у Сједињеним Државама. Довели су нас овде и поново започели свој живот да бисмо могли радити оно што желимо “, каже он. "Када поставе траку тако високо, на вама је да их учините поносним, јер желите да им покажете колико сте поносни на њих."
Његов истраживачки партнер се сложио, „Нисам баш био довољно паметан да бих уписао добру основну или средњу школу“, каже Схакеел. Тако је његова мајка радила 12 година у његовој школи у Пакистану како би могао да уђе и стекне добро образовање. "Након тога, моја је одговорност да учиним све што могу у складу са пруженим могућностима."
Од 1990. године, конкурс за колегијалне изумитеље препознао је напоран рад и преддипломских и дипломираних изумитеља. Ове године, Царл Сцхоеллхаммер са МИТ-а освојио је дипломирану дивизију својим радом на СуоноЦалму, осмишљеном да обезбеди ефикаснију ректалну испоруку лекова - такозвану "клистир 21. века", каже хемијски инжењер у свом објашњењу за Твиттер. Друго место у одељењу за додипломске студије припало је тиму са Универзитета Цолумбиа, који ради на Цатхецаре, производу осмишљеном да елиминише могућности инфекције испоруком катетера.
Од финалиста, АгроСпхерес се чинио нарочито револуционарним, каже Радиа Пеарлман, рачунарска научница најпознатија по проналаску Протокола спаннинг Трее (СТП) и један од судија за такмичења. "Ослобађање од пестицида је невероватно важан проблем и дубока наука у погледу тога како [они] то стварно раде", каже она.
Пестициди се све чешће користе широм света - укупна употреба износила је отприлике 5, 2 милијарде фунти у 2006. и 2007. години, показало је свеобухватно истраживање ЕПА. Иако су ова једињења корисна за приносе и квалитет усјева, имају много негативних нуспојава како за дивље животиње, тако и за људе, попут рака.
Један од највећих проблема, напомиње Схакеел, је тај што државе у развоју носе највећи терет употребе пестицида. У овим регионима прописи су ограничени. Деца су често значајан део руралне радне снаге, а многи могу радити без заштитне опреме или адекватне обуке.
„Обоје смо рођени у земљама у развоју“, објашњава Схакеел. "И били смо свесни социјалних проблема повезаних са употребом пестицида - како то највише утиче на пољопривреднике."
У Сједињеним Државама Агенција за заштиту животне средине (ЕПА) спроводи одређене интервале пред бербу (ПХИ) - или временске захтеве између времена када се примењују пестициди и када се усеви. Иако ови периоди омогућавају да се једињења разграде до сигурних нивоа за жетву, смањујући ризик за раднике, они такође могу успорити жетву, узрокујући губитак усјева ако дође лоше време пре него што се период чекања повећа.
АгроСпхерес елиминира потребу за ПХИ-ом, убрзавајући разградњу пестицида на неколико сати, за разлику од седмица или чак мјесеци, каже Схакеел. Идеја је добила семе пре две године, након што је пар сазнао за ранији покушај од УВА тима да створи „биочестице“, то су малене биолошки створене куглице ензима које могу да делују и разграђују друга једињења. Али ту су истрагу завршили без прецизирања процеса или практичне примене идеје.
"То је јединствен случај где смо пронашли решење пре проблема", каже Поуртахери. Тако су почели да предлажу начине како да је користе. Кад су се обратили свом тренутном саветнику, Марку Кестеру, ко-директору НаноСТАР института Универзитета у Вирџинији, знао је да нешто желе.
Једна од њихових идеја била је да користе биочестице за ефикаснију или циљанију испоруку лекова, али медицинска истраживања у тој мери су велика наредба за све, без обзира на студенте. Тако им је Кестер рекао: „Помислимо на неке лакше крајње игре овде. Где је ниско висеће воће? "
Тако су прешли, буквално, на ниско висеће воће.
Паиам Поуртахери и Амеер Схакеел придружио се са универзитетским саветником Марком Кестером, након церемоније доделе награда Цоллегиате Инвенторс Цомпетитион. (УСПТО) Схакеел, Поуртахери и њихови саиграчи израдили су биолошке честице које разбијају пестициде на површини биљака. Њихова почетна испитивања чишћења пестицида догађају се у виноградима Вирџиније.
Иако је производ на чекању за патент - тако да су детаљи стварног механизма и његовог дизајна ограничени - АгроСпхерес делује због неког шкакљивог инжењеринга, објашњава Кестер.
Бактерије сакупљају специфичне ензиме неопходне за нетоксичну разградњу пестицида у једноставна једињења - шећере, масти. Али тим је успео да осмисли ове бактерије, које Кестер њежно назива „бубовима“, како би искомбиновали овај ензимски коктел.
"Оно што смо добили од бубица није само да направи биолошки ензим, већ да га у ствари ставимо у омотач од бомбона који га штити", објашњава он. Од посебног је значаја то што бактерије то раде без укључивања сопственог генетског материјала. То значи да тим може одвојити ензиме и распршити ове биолошке „М&М“ директно на биљкама пре жетве, без бриге о контаминацији или репликацији бактерија.
Идеја произилази из концепта „природног слабљења“, или који садржи контаминирану регију и омогућава природним процесима - попут разградње бактерија - да разгради токсична једињења у бенигне компоненте. Али природно слабљење често траје недељама или месецима, а тим АгроСпхерес тврди да може концентрисати активне ензиме како би драматично смањио временски рок овог процеса.
У последњој години њихов тим је порастао на укупно пет високо мотивисаних студената на УВА. Три су у последњој години школовања, а две су дипломирале овог пролећа. "Можете имати одличну идеју, али ако немате невероватан тим, пропадне", каже Поуртахери.
Производ мора да прође дуг пут пре него што се пласира на тржиште и мора се темељито тестирати како би се осигурала тврдња о нетоксичности и безбедности околине на комерцијалној скали. Упркос томе, чланови тима се сагласно слажу да планирају да наставе са истраживањем.
Истраживачи су идеју тестирали у лабораторији и сада врше испитивања у виноградима и пластеницима како би схватили ефикасност методе и колико дуго је потребно да се сами ензими разграде. У сарадњи са америчким регулаторним агенцијама, укључујући ЕПА, УСДА и ФДА, раде на томе да се убрза процес како би био изведив за апликације индустријског обима.
Надају се побољшању дизајна био честица, чинећи их бољим и ефикаснијим, објашњава Јое Франк, који води истраживање и развој компаније, основане у марту, и последњу је школу у УВА. Они се такође надају да ће се проширити и на друге примене, укључујући распад других потенцијално опасних једињења.
На позорници је Доугхерти питао двојац шта се дешава након победе.
"Имамо састанак у ДЦ-у са адвокатом [за интелектуално власништво] у 02:30", каже Схакеел, бацајући поглед на сат пре него што се смејао.
