PopSci 评选的 2012 年度高中发明家

每年都有数千名高中生参加全国和地区科学博览会。PopSci 仔细研究这些活动，找出 10 名拥有真正改变世界的想法并有实际原型支持的学生。结果发现，该国一些最杰出的发明家甚至还不到开车的年龄。

姓名：杰克·安德拉卡
年龄： 15岁
高中：马里兰州格伦伯尼北县高中
发明：早期癌症筛查方法

杰克·安德拉卡的胰腺癌检测比目前的诊断方法快 168 倍，灵敏度高 400 倍。为了进行检测，他在滤纸上涂上碳纳米管和抗体。间皮素是一种在胰腺癌患者血液和尿液中过度表达的蛋白质，它与抗体结合。这会将纳米管分开，提高电阻，然后医生就可以测量电阻。

下一步：安德拉卡计划围绕他的癌症测试建立一家公司。

姓名： Marian Bechtel
年龄： 17岁
高中：宾夕法尼亚州兰迪斯维尔的汉普菲尔德高中
发明：地雷探测系统

玛丽安·贝克泰尔的发明是一种经过改造的金属探测器，它利用振动和声波来寻找地雷。首先，她用一种通常用于防止混凝土干燥时产生气泡的工具将地震波发射到地面。作为回应，地雷容器中的塑料和金属会产生振动；当探测器的两个麦克风与地雷等距时，振动就会抵消，表明地雷就在下方。

下一步：贝克特尔计划在布林茅尔学院主修物理学。

姓名：布雷登·本尼迪克特
年龄： 15岁
高中：加利福尼亚州罗林山庄园帕洛斯弗迪斯半岛高中
发明：脑震荡探测器

装有加速度计和传感器的“智能”橄榄球头盔可以检测脑震荡强度，但对于大多数学校来说，它们太昂贵了。布雷登·本尼迪克特开发了一种廉价的解决方案。当头盔受到 75 G 或更大的冲击力时，通常足以引起脑震荡，该设备会通过一根管子将染料释放到头盔表面，形成从场边可见的墨迹。

下一步：本尼迪克特计划尝试将他的发明授权给一家公司。

姓名：法比安·费尔南德斯-汉
年龄： 14岁
高中：家庭学校，德克萨斯州康罗
发明：海水淡化自行车

法比安·费尔南德斯-汉的自行车可以在骑手踩踏时淡化和净化咸水。自行车把手附近安装了一个 15 加仑的罐子。前轮旋转时，它会将罐中的水泵入反渗透系统，去除盐分和杂质。然后淡水进入后轮上的容器。骑车一小时可产生 20 加仑的饮用水。

接下来：费尔南德斯-汉希望在大学学习工程学，然后获得 MBA 学位。

姓名： Raja Selvakumar
年龄： 17岁
高中：佐治亚州阿尔法利塔市米尔顿高中
发明：利用胃细菌运行的燃料电池

Raja Selvakumar 的燃料电池利用自然发生的过程作为燃料源，未来可以为诊断和手术纳米机器人提供动力。胃壁上的胃细菌分解葡萄糖以获取能量，从而释放电子。Selvakumar 燃料电池中的碳垫吸收电子，产生电流并为机器人提供动力。机器人随后将穿过患者的消化系统。

接下来： Selvakumar 想在麻省理工学院学习工程学。

姓名：乔希·沃尔夫
年龄： 16岁
高中：明尼苏达州埃尔克河埃尔克河高中
发明：从藻类中提取油的工艺

藻类细胞质量中高达 60% 的成分来自脂质油，科学家将其分离出来用作生物燃料。与大多数提取方法不同，乔希·沃尔夫的技术（通过电击打开容纳油脂的囊泡）可使藻类存活，因此他可以反复从藻类中提取油脂。电击后，他撇去盛放藻类的容器中的油脂，然后加入甲醇和碱液制成生物柴油。

下一步：沃尔夫计划获得生物医学研究博士学位。

姓名：石冢凉太
年龄： 18岁
高中：康涅狄格州格林威治格林威治高中
发明：柔性太阳能电池

仅使用学校科学实验室的工具，Ryota Ishizuka 将 5 厘米乘 5 厘米的太阳能电池层叠在拉伸的弹性聚合物上。然后，他释放聚合物上的张力，使电池聚拢，产生皱纹。当材料弯曲和拉伸时，皱纹会抚平，而不会损坏电池。Ishizuka 表示，太阳能电池可以应用于建筑物和车辆的表面，以及衣服上。

接下来：石塚将于秋季进入哈佛大学。

姓名： Andrey Sushko
年龄： 18岁
高中：华盛顿州里奇兰汉福德高中
发明：表面张力驱动的微型马达

安德烈·苏什科的马达直径只有 15 毫米，可以驱动手术机器人穿过血管。马达的电极上涂有氟聚合物。当电池给电极充电时，氟聚合物会从疏水性变为亲水性。这会改变马达内液体表面的曲率。反复充电会使转子以微小的增量移动，并推动机器人前进。

接下来：苏什科将前往斯坦福大学。

姓名： Naomi Shah
年龄： 17岁
高中：俄勒冈州波特兰市日落高中
发明：去除空气污染物的生物过滤器

美国环保署发现，房屋的油漆、建筑材料、电器和家具可能会释放出有害化合物。纳奥米·沙阿发明了一种空气过滤器，可以去除近一半的室内污​​染物，而且价格不到 25 美元。这种 8×10 英寸的设备适合任何中央供暖和空调系统，里面有活蕨类和棕榈植物。这些植物寄生着以苯和亚甲基等毒素为食的微生物。

下一步：沙阿正在研究环境健康研究项目。

姓名：张安吉拉
年龄： 18岁
高中：加利福尼亚州库比蒂诺的蒙塔维斯塔高中
发明：靶向癌细胞的纳米颗粒

Angela Zhang 开发了一种由两部分组成的纳米粒子，它可以杀死癌细胞，同时让医生通过 MRI 监控这一过程。粒子的氧化铁部分携带一种与癌细胞结合的肽。聚合物外壳包裹着粒子的金部分；聚合物中嵌入了一种抗癌药物。当外部红外激光加热粒子时，聚合物会分解，将药物释放到肿瘤周围。

接下来：今年秋天，张将前往哈佛大学就读。