全世界最有前途的5位少年科學家


據美國《探索》雜誌報導,誰說年輕人不能拯救世界?一些聰明富有才華的年輕人可以成功地解開科學界最具挑戰的謎團。目前,美國《探索》雜誌介紹了全球5位20歲以下最有前途的少年科學家:
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1、 菲利普-斯特徹(Philip Streich)

年齡:17歲

出生地:美國威斯康星州普萊威爾市

第一步:在10歲的時候,斯特徹生活在農場,幫助家人種植莊稼和飼養家畜。7年級之前是在家中自主學習(這是流行於美國等西方國家的一種青少年教育成長方式,父母在家中自主安排子女的教育),9年級時在威斯康星州大學普萊威爾分校學習科學和數學課程,期間與化學教詹姆士-漢密爾頓(James Hamilton)合作,他們共同進行了碳納米管研究項目。

研究挑戰:超強碳納米管技術具有廣泛應用性,其中包括:輕型防彈衣、更靈敏的觸摸屏,但是碳納米管成簇地結合在一起,卻很難實現其工作性能。為瞭解決這一難題,化學家在碳納米管上塗了各種物質進行實驗,但是實驗結果均不理想,這種做法改變了碳納米管的物理和電子性能,限制了其工作狀態。斯特徹和漢密爾頓認為這種方法應該能有效解決——用某種溶劑將碳納米管進行溶解,在不改變工作性能的條件下使碳納米管能夠緊密地排列在一起。但目前沒有人知道是否存在一種溶液能夠解決這一問題。

科研方案:斯特徹定制了一個分光儀用於探測碳納米管的化學性能,使用分光計的探測數據,他發現N-甲基吡咯烷酮溶劑(N-Methyl-2-pyrrolidinone)能夠溶解碳納米管。之後在分光計的幫助下,他還找到其他的幾種熔解碳納米管的溶劑。這一科研成果使它贏得了10萬美元的獎學金,他和漢密爾頓將這項研究成果在2007年春天進行了發布。今年6月,在威斯康星州舉辦的一次名為「石墨烯解決方案(Graphene Solutions)」的納米科技商業計畫競賽中,他和漢密爾頓獲得了5萬美元的獎金。

斯特徹說,「我從未想過自己能在碳納米技術上有所突破,我真得很感謝我的父母,他讓我進行了家庭自主學習,這對於我的幫忙很大。如果那時我走進學校課程,我懷疑我將不會有這樣的研究成果。」

下一個目標:斯特徹計畫到大學裡進行深造,在大學裡他希望能夠將他喜愛的科學、政治和人文學科有機地結合在一起。
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2、 埃里克-德爾加多(Eric Delgado)

年齡:18歲

出生地:美國新澤西州巴約納市

第一步:德爾加多在巴約納中學讀完10年級後,對醫學研究充滿了好奇心,他與新澤西州醫學中心的研究人員一起工作對MRSA病毒進行深入研究。

研究挑戰:頑強的抗生素抗性細菌能夠對抗生素產生排斥作用,許多抗性細菌抵抗抗生素的方法叫做「外排泵抑制(efflux pumps)」,這在它們的細胞薄膜中實現。德爾加多思考一個問題——如何將這些抗性細菌的外排泵抑製作用消除?但擺在他眼前一個現實問題是這項複雜的研究如何在中學實驗室裡完成?

科研方案:在學校實驗室裡進行病原細菌研究過於危險,因此德爾加多關注於如何消除大腸桿菌(E. coli)的外排泵抑製作用。該校教師瑪麗-阿洛亞(Marie Aloia)幫助德爾加多聯繫美國該領域的研究人員,為他提供了一些建議和技術指導。其中一位研究人員幫助德爾加多識別實驗室技術,使他能夠避開危險的化學物質。另一位研究人員提供了一種叫做「香葉木素(diosmetin)」的植物化合物,該物質可以消除其他細菌中的外排泵抑製作用。

在兩年裡,德爾加多利用每天課餘時間和週末休息時間,他測量了多少種抗性細菌能夠抵禦抗生素,以及當這些抗性細菌暴露於香葉木素和其他化合物下的死亡率。他的研究成果獲得了2008年度「因特爾科學天才搜尋計畫」的第五名。

下一個目標:目前德爾加多就讀於美國耶魯大學,他說,「我對健康衛生研究領域非常感興趣,我的目標是對那些需要幫助的人們提供真實的幫助!」
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3、丹尼爾-伯德(Daniel Burd)

年齡:17歲

出生地:加拿大安大略湖省沃特盧市

第一步:2006年,伯德還是一個高中生,在日常生活中由於塑料袋使得家中變得十分凌亂,由此他產生了研究分解消化塑料的細菌的構思。他說,「我每次打開壁櫥時,總有塑料袋落在我的頭上,這讓我太心煩了!」

研究挑戰:人類自己製造的垃圾日益嚴重地影響著地球生態環境,目前人類製造的數百萬噸塑料袋垃圾就是一個很棘手的問題。丟棄的塑料袋經常漂浮在海洋之中,使許多海洋生命窒息而死。科學家評估塑料袋至少需要100年才能完全分解,伯德決心尋找一種分解消化塑料袋的細菌,它們快速分解塑料袋將有助於快速治理生態環境。

科研方案:使用主要從EBAY網站上購買的實驗裝置,伯德收集了土壤樣本,對某些細菌進行隔離培育觀察,每種細菌分別放在一個培育器皿中。然後,他通過將這些細菌暴露於塑料袋的環境中,觀察它們分解塑料袋的能力。在實驗中,他混合了不同的溫度和不同的張力,6個星期之後43%的塑料袋被一種特殊的細菌分解了,同時他還發現對於那些在垃圾場掩埋一年之久的塑料袋垃圾更容易分解。去年春季舉辦的加拿大科學展上伯德的這項細菌分解研究獲得第一名。

下一個目標:目前,伯德的計畫很簡單,就是在母校沃特盧市中學繼續學習,他現在是畢業班學生。
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4、 阿納斯塔西婭-羅達(Anastasia Roda)

年齡:19歲

出生地:美國賓夕法尼亞州蘭開斯特市

第一步:從羅達開始有記憶的時候,她就非常喜愛班梅蓋特灣(Barnegat Bay),在這裡她度過了自己童年的夏天。當她15歲時,她才意識到梅蓋特灣之所以關閉是由於奧斯特-克里克核電站(Oyster Creek Generating Station),這是美國最老的核電站,童年時羅達所游泳的水域都處在核電站的輻射範圍內。

研究挑戰:是否奧斯特-克里克核電站對該海灣生態環境造成了嚴重影響?羅達的目標就是提高公眾對核電站輻射性的認識,並讓建造核動力設施的工程師意識到核輻射對環境構成的影響。她說,「一旦我們知道核設施對人類和環境的影響,我們就很容易減輕這種危害性。」

科研方案:她用三個夏天的時間對比了核電站附近的水域和數英里之外的水域,測量了水質清澈時的溫度性質,以及水域中生活的微生物和其他有機物的詳細分析信息。羅達發現,與數英里之外的水域相比,靠近核電站的水域溫度較高,水流速度較快,其下流細菌含量較高。她回憶起童年時靠近核電站的水域比其他水域的溫度較為暖和,她說,「那裡的水就像浴缸裡的水。」羅達強調指出,靠近核電站的水域仍保持著生態功能性,水中仍生存著許多有機生物。

她的研究工作贏得了許多獎項,其中包括美國國家歷史博物館青年自然主義者獎,2007年春季「因特爾科學天才搜尋計畫」中她進入了最後的總決賽。

下一個目標:目前羅達在美國哈佛大學就讀,她計畫關注環境保護、海洋生態研究,同時儘可能再學一些法律知識。
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5、 艾莎-賈恩(Isha Jain)

年齡:17歲

出生地:美國賓夕法尼亞州伯利恆市

第一步:在賈恩五年級的時候,她就展現了自己在科學領域的才能,她在一次科學展覽中演示了使糖果易嚼碎又不堅硬的物理特性。她的父親是美國裡海大學一位材料科學教授,在賈恩還是孩子的時候,她的父親就帶她在實驗室裡進行科學研究,兩年之後,他們共同完成的科學研究成果進行了發表。當賈恩讀9年級時,她利用業餘時間在裡海大學發生生物學實驗室從事研究工作。

研究挑戰:人們對肢體發育瞭解很少,如果醫學專家對肢體發育有較全面的認識,這將對於骨骼傷害康復和骨骼疾病治療具有很重要的意義。賈恩通過觀察斑馬魚鰭的生長解決了這一難題。

科研方案:使用包括熒光顯微鏡等技術,賈恩繪製出骨骼細胞自身發育過程,而不僅是發現單個細胞活躍性,她記錄了一系列骨骼細胞脈衝變化。賈恩的這項研究已發表在《發育動態》期刊上,在2007-2008年西門子科學競賽中贏得了10萬美元的獎金。在接受記者採訪時,她將自己的科研成果歸功於自己的年輕,她說,「我總是很喜歡科學和數學,但是並沒有涉及到科學研究之中。我並不知道究竟我想做什麼,從小的時候,父親的科研指導對我的幫助很大。」

下一個目標:目前,賈恩是美國哈佛大學一年級新生,她計畫到哈佛醫學院學習。



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