ينشغل العلماء حاليًّا بالبحث عن حلول للمشكلات البيئية والأمراض، بالإضافة إلى أزمة نقص موارد الطاقة التي يحتاجها كوكبنا. ولكن، ليس لدينا ما يدعو للقلق؛ فهناك جيل صاعد واعد من المبدعين الشباب الذين بإمكانهم أن يغيروا العالم.
أداة للكشف عن السرطان في مراحله الأولى
كانت وفاة صديق للعائلة بسبب الإصابة بسرطان البنكرياس دافعًا لجاك أندراكا للبحث عن وسيلة للإسهام في محاربة هذا المرض المميت. فقد لاحظ أندراكا أن أحد الأسباب وراء انخفاض معدلات النجاة من سرطان البنكرياس هو عدم وجود طريقة فحص فعالة للكشف المبكر عن المرض.
في سن الخامسة عشرة، قام أندراكا باختراع وسيلة جديدة للكشف المبكر عن سرطان البنكرياس من شأنها أن تنقذ حياة المرضى. فيتم إجراء هذا الاختبار باستخدام عصًا ذات استشعار تشبه شرائط اختبار مرض السكري، بالإضافة إلى ورق فلتر وأداة أساسية لقياس المقاومة الكهربائية. تستطيع تلك الوسيلة الكشف عن زيادة الميزوثلين؛ وهو البروتين الذي يشير إلى وجود السرطان في مراحله الأولى.
من ضمن ألف وخمسمائة متسابق، فاز أندراكا بالجائزة الكبرى في معرض إنتل الدولي للعلوم والهندسة في عام 2012. والآن، هو حاصل على براءة اختراع دولية لهذا الجهاز، ويأمل أن يعرضه بالأسواق في غضون عشر سنوات؛ حتى إنه يهدف إلى تطوير الجهاز ليصبح قادرًا على الكشف عن أي مرض.
بوليوسيل PolluCell
لرغبته في مساعدة سكان البلدان النامية التي تفتقر إلى الطاقة النظيفة والكهرباء، قام ساهل دوشي ذو الأربعة عشر عامًا من بيتسبرغ باختراع بطارية تولد الكهرباء باستخدام ثاني أكسيد الكربون وبعض المواد من المخلفات. يأمل دوشي أن تساعد بطاريته بوليوسيل (PolluCell) في تقليل الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الجو، كما يأمل أن تعمل البطارية كبديل للكهرباء بتكلفة أقل في البلدان النامية.
تحتوي بطارية بوليوسيل (PolluCell) على خلية منقسمة إلى نصفين: الأنود والكاثود. فاستخدم دوشي الألمونيوم من علب المشروبات ليصنع الأنود الذي يفقد الإلكترونات بسهولة، كما أنه استخدم الفضة من أوتار الجيتار النحاسية المطلية بالفضة لعمل الكاثود، وهو الأكثر عرضة لاكتساب الإلكترونات، ثم أضاف المياه الغازية والملح إلى نصفي الخلية لتحفيز التفاعل. ولتسريع ردة الفعل، قام بإيصال سلكين من النحاس إلى أطراف بطارية بقوة 9 فولت، في حين وضع الطرفين الآخرين في الماء؛ فأدى هذا إلى تكوين خلية تقوم بتحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الماء إلى قرابة 800 ميلليفولت من الكهرباء.
قدم دوشي في عام 2014 تصميم بطاريته الصديقة للبيئة في الدورة السادسة عشرة من مسابقة ديسكفري التعليمية 3M للعلماء الشباب؛ وهي مسابقة سنوية للعلوم والهندسة، يتنافس فيها طلاب المرحلة الإعدادية في الولايات المتحدة الأمريكية. وقد فاز دوشي بالجائزة الكبرى التي تساوي 25.000 دولار، كما أطلق عليه لقب «أفضل عالم شاب في أمريكا». وبفوزه في المسابقة، حصل دوشي على فرصة للعمل بشكل مباشر مع علماء شركة 3M، الذين قاموا بإرشاده لتطوير فكرته إلى نموذج فعلي.
الطحالب المتحركة
في سن الثالثة عشرة، بدأ بارام جاجي في العمل على التقنيات الخاصة بالبيئة والطاقة. فعندما كان جاجي يتعلم القيادة، خطرت على باله فكرة؛ وهي الاستفادة من السيارات في تقليل تلوث الهواء. قام بارام ببناء مفاعل حيوي من الطحالب أطلق عليه «الطحالب المتحركة». ويتم تركيبه في الأنبوب الخاص بعوادم السيارات في الخلف. فيستخدم هذا الجهاز الطحالب لتحويل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين، وذلك أثناء قيادة السيارة. منذ عام 2009، قام بارام ببناء نماذج مختلفة من «الطحالب المتحركة».
عرض بارام جهازه في كثير من المسابقات والمعارض العلمية؛ حيث فاز بجائزة مقدمة من وكالة حماية البيئة لاختراعه هذا الجهاز صديق البيئة، كما فاز بجائزة في معرض إنتل الدولي للعلوم والهندسة لاختراعه «الطحالب المتحركة 3». في سن العشرين فقط، كان بارام قد أسس شركته الخاصة Ecoviate، بالإضافة إلى كونه الرئيس التنفيذي البيئي للشركة؛ وهي شركة مختصة في إجراء الأبحاث والتنمية مع التركيز على التقنيات الصديقة للبيئة.
مسبار استخراج الطاقة من البحار
بعد أن تلقت هانا هربست رسالة من صديقة لها من إثيوبيا، تتحدث فيها عن مشكلة عدم وصول الكهرباء وغيرها من الضرورات الأساسية إلى بلدها، قررت أن تجد حلاًّ لأزمة الطاقة العالمية. في سن الرابعة عشرة، بدأت هانا في العمل على بناء مسبار يولد طاقة متجددة بتكلفة منخفضة؛ حيث يعمل هذا المسبار من خلال طاقة المد والجزر بالمحيط. فتقوم تلك الطاقة بتحريك المروحة في الجزء السفلي من المسبار، التي بدورها تقوم بتشغيل مولد الطاقة الكهرومائية الموجود أعلى المسبار عبر نظام يعتمد على البكرة، ومن ثم يتحول المد في المحيط إلى طاقة قابلة للاستخدام.
تمكن المسبار من إنتاج ما يكفي من الكهرباء لإضاءة بعض لمبات الصمام الثنائي الباعث للضوء. ولكن تهدف هانا إلى تطوير المسبار ليصبح قادرًا على إنتاج ما يكفي من الكهرباء لشحن ثلاث بطاريات خاصة بالسيارات خلال ساعة؛ حيث يمكن استخدام تلك الكهرباء لتشغيل مضخات تحلية المياه أو الأجهزة الطبية. وقد فازت هانا بالجائزة الكبرى في مسابقة ديسكفري التعليمية 3M للعلماء الشباب في عام 2015؛ حيث تمكنت من العمل مع أحد العلماء بالشركة. وهي تخطط للعمل على تطوير المسبار المولد للطاقة حتى يتم استخدامه في البلدان النامية.
منزل المستقبل
كان حلمه أن يضيء البيوت دون استخدام الكهرباء؛ فقام نيكيتا رافيكوف البالغ من العمر أحد عشر عامًا من جورجيا بالولايات المتحدة الأمريكية بتطوير طريقة لصناعة زجاج فعال يضيء من خلال دمج البروتين الفلوري الأخضر مع جل مغناطيسي داخل الشبابيك. والبروتين الفلوري الأخضر موجود في قنديل البحر؛ فيعمل عن طريق امتصاص الطاقة من الضوء الأزرق في البيئة؛ وهو ما يبعث ومضات من الضوء الأخضر. وقد عرض نيكيتا نموذجًا من المنزل المضاء بالبروتين الفلوري الأخضر في مسابقة ديسكفري 3M للعلماء الشباب.
المراجع
www.nbcnews.com
www.mnn.com
www.oddee.com
halcyonincubator.org
*المقال منشور في مجلة كوكب العلم المطبوعة، عدد صيف 2016 "عقول شابة لامعة"