Sus pe scenă, Elizabeth Dougherty deschise hârtia pliată, cu sigiliul foliei pâlpâind în lumini. „Și câștigătorul este”, a întrerupt ea pentru un efect dramatic, „de la Universitatea din Virginia…”
Dar nu se mai auzea nimic altceva, cine și urale au ascuns cuvintele ei. Pumnii au fost pompați în aer, lacrimile vărsate.
Acest moment triumfal a aparținut unei echipe de studenți și a consilierului lor, care au participat la Concursul Colegiat de Inventori de la sediul Oficiului SUA de brevete și mărci comerciale din Alexandria, Virginia. Dougherty, directorul educației, conștientizării și recunoașterii inventatorilor din cadrul USPTO și alți participanți au onorat pe Ameer Shakeel și Payam Pourtaheri pentru produsul revoluționar AgroSpheres al grupului lor, creat cu scopul de a elimina efectele secundare dăunătoare ale pesticidelor din întreaga lume.
Duo a urcat pe scenă râzând neîncetat în timp ce au dat medalii de aur grele care le-au fost oferite ca câștigători generali în divizia de licență a competiției. Acest concurs la nivel național extrem de competitiv încurajează „inovația, antreprenoriatul și creativitatea”, prezentând proiecte de ultimă generație, conduse de studenți, din colegii și universități din toată țara. (USPTO, care este partener cu Smithsonian.com pentru a sprijini povești despre inovație la Smithsonian Institution și nu numai, este, de asemenea, un sponsor al competiției.) Pe lângă hardware, câștigătorii pe primul loc primesc acasă 10.000 de dolari cu 2.000 USD suplimentari pentru consilierul lor .
„Părinții noștri sunt motivația noastră”, spune Pourtaheri pe scena după anunț. „Amândoi nu ne-am născut în Statele Unite. Ne-au adus aici și le-am reluat viața, astfel încât să putem face ceea ce vrem să facem ”, spune el. „Când au setat barul atât de sus, depinde de tine să îi faci mândri, pentru că vrei să le arăți cât de mândru de tine ești.”
Partenerul său de cercetare a fost de acord: „Nu eram foarte inteligent pentru a intra într-o școală elementară bună sau gimnazială”, spune Shakeel. Așa că mama sa a lucrat 12 ani la școala sa din Pakistan, astfel încât să poată intra și să obțină o educație bună. „După aceea, este responsabilitatea mea să fac tot ce pot cu oportunitățile prezentate.”
Începând cu anul 1990, Concurența de inventatori colegiieni a recunoscut munca grea atât a inventatorilor de licență, cât și a celor absolvenți. În acest an, Carl Schoellhammer de la MIT a câștigat divizia de absolvenți cu munca sa la SuonoCalm, concepută pentru a furniza o administrare mai eficientă de droguri rectale - așa-numita „clismă din secolul XXI”, spune inginerul chimic în explicația sa pregătită pentru Twitter. Pe locul doi în divizia de licență s-a deplasat o echipă de la Universitatea Columbia, care lucrează la Cathecare, un produs conceput pentru a elimina oportunitățile de infecții cu administrarea de medicamente prin cateter.
Dintre finaliști, AgroSpheres părea deosebit de răsunătoare, spune Radia Pearlman, o informaticiană cea mai cunoscută pentru invenția sa din Spanning Tree Protocol (STP) și unul dintre judecătorii concurenței. „A scăpa de pesticide este o problemă incredibil de importantă și o știință profundă în ceea ce privește modul în care [ei] o fac de fapt”, spune ea.
Pesticidele sunt întrebuințate cu rampă la nivel mondial - utilizarea globală însumând aproximativ 5, 2 miliarde de lire sterline atât în 2006 cât și în 2007, potrivit unui studiu cuprinzător al EPA. Deși acești compuși sunt benefici pentru producția și calitatea culturilor, au multe efecte secundare negative atât pentru viața sălbatică, cât și pentru oameni, precum cancerul.
Una dintre cele mai mari probleme, notează Shakeel, este că națiunile în curs de dezvoltare au cea mai mare povară a consumului de pesticide. În aceste regiuni, reglementările sunt limitate. Copiii sunt adesea o parte substanțială a forței de muncă din mediul rural și mulți pot lucra fără echipament de protecție sau instruire adecvată.
„Amândoi ne-am născut în țările în curs de dezvoltare”, explică Shakeel. „Și eram conștienți de problemele sociale asociate consumului de pesticide - cum afectează cel mai mult fermierii.”
În Statele Unite, Agenția pentru Protecția Mediului (EPA) aplică anumite intervale de pre-recoltare (PHIs) - sau cerințe de timp între momentul aplicării pesticidelor și momentul recoltării. Și deși aceste perioade permit compușilor să se degradeze la niveluri sigure pentru recoltare, reducând riscul pentru muncitori, de asemenea, pot încetini recolta, provocând pierderi de cultură dacă vremea neplăcută începe înainte de perioada de așteptare.
AgroSpheres elimină nevoia de PHIs, grăbind degradarea pesticidelor în câteva ore, spre deosebire de săptămâni sau chiar luni, spune Shakeel. Ideea a luat sămânță în urmă cu doi ani, după ce perechea a aflat despre o încercare anterioară a unei echipe UVA de a crea „bioparticule”, care sunt mici bile de enzime create biologic, care pot interacționa și descompun alți compuși. Dar acea cercetare s-a încheiat acolo, fără rafinarea procesului sau aplicarea practică a ideii.
„Este un caz unic în care am găsit soluția înaintea problemei”, spune Pourtaheri. Așa că au început să-și propună modalități de utilizare. Când s-au apropiat de actualul lor consilier, Mark Kester, co-director al Institutului NanoSTAR al Universității din Virginia, știa că sunt pe ceva.
Una dintre ideile lor a fost să folosească bioparticulele pentru o livrare mai eficientă sau mai precisă de medicamente, dar cercetările medicale la această scară reprezintă o comandă înaltă pentru oricine, cu toate acestea, studenții licenți. Așa că Kester le-a spus: „Hai să ne gândim la câteva jocuri finale mai ușoare aici. Unde sunt fructele cu spânzurare scăzută? "
Așa că au trecut, literalmente, la fructe cu spânzurare mică.
Payam Pourtaheri și Ameer Shakeel li se alătură consilierul lor universitar, Mark Kester, după ceremonia de premiere a Concurenței Colegiate Inventori. (USPTO) Shakeel, Pourtaheri și coechipierii lor au proiectat particule biologice care descompun pesticidele de pe suprafața plantelor. Testele lor inițiale de curățare a pesticidelor se petrec în podgoriile din Virginia.
Deși produsul este în curs de brevet - deci detaliile mecanismului și designului efectiv al acestuia sunt limitate - AgroSpheres funcționează din cauza unor inginerii complicate, explică Kester.
Bacteriile reunesc enzimele specifice necesare degradării non-toxice a pesticidelor în compuși simpli - zaharuri, grăsimi. Dar echipa a reușit să inginereze aceste bacterii, la care Kester se referă afectuos drept „bug-uri”, pentru a elimina acest cocktail enzimatic în droguri.
„Ceea ce ne-am gândit să facem nu este doar să facem enzima biologică, ci să o introducem într-o coajă„ acoperită cu bomboane ”care să o protejeze, explică el. O importanță deosebită este că bacteriile fac acest lucru fără a include niciun material genetic propriu. Acest lucru înseamnă că echipa poate separa enzimele și pulveriza aceste „M & Ms” biologice direct pe plante înainte de recoltare, fără griji de contaminare sau replicare bacteriană.
Ideea se trage de la conceptul de „atenuare naturală” sau care conține regiunea contaminată și care permite proceselor naturale - cum ar fi degradarea bacteriană - să degradeze compușii toxici în componente benigne. Dar atenuarea naturală durează adesea săptămâni sau luni, iar echipa AgroSpheres susține că este capabilă să concentreze enzimele active pentru a reduce dramatic calendarul pentru acest proces.
În ultimul an, echipa lor a crescut, incluzând un număr de cinci studenți extrem de motivați la UVA. Trei sunt în ultimul an de școală, iar doi au absolvit primăvara trecută. „Puteți avea o idee grozavă, dar dacă nu aveți o echipă incredibilă va eșua”, spune Pourtaheri.
Produsul are un drum lung de parcurs înainte de a-l face pe piață și trebuie să fie testat pe larg pentru a asigura menținerea nontoxicității și siguranței mediului la o scară comercială. Chiar și așa, membrii echipei sunt cu toții de acord că intenționează să continue cercetarea.
Cercetătorii au testat ideea în laborator și acum desfășoară teste în podgorii și sere pentru a da seama de eficacitatea metodei și cât durează enzimele în sine pentru a se degrada. În cooperare cu agențiile de reglementare din SUA, inclusiv APE, USDA și FDA, lucrează la creșterea procesului pentru a face posibil realizarea aplicațiilor la scară industrială.
Ei speră să îmbunătățească designul bioparticulelor, făcându-le mai bune și mai eficiente, explică Joe Frank, care conduce cercetarea și dezvoltarea companiei, înființată în martie, și este în ultimul său an de școală la UVA. De asemenea, speră să se extindă la alte aplicații, inclusiv defalcarea altor compuși potențial periculoși.
Pe scenă, Dougherty a întrebat duo ce se întâmplă după victorie.
„Avem o întâlnire în DC cu un avocat [Proprietate intelectuală] la ora 2:30”, spune Shakeel, aruncându-și ochii spre ceas înainte de a râde.
