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他的決賽年: 2008
他的決賽專案:弄清楚農藥和驅蟲劑中的一種成分是否具有毒性
專案緣起:小時候,每當格雷厄姆·範·斯凱克去佛羅里達州拜訪祖母時,他都會在花園裡幫她幹活。他會除草和挖掘,但她不讓他靠近她的農藥。“她說農藥讓她感到不適,”他說。
他很好奇為什麼,當他檢視成分列表時,他認為自己找到了答案。 在那裡,他發現了一種名為氯菊酯的化學物質,它是擬除蟲菊酯類化學物質家族的成員,擬除蟲菊酯類化學物質通常用於家庭和農場農藥、驅蟲劑、蝨子膏等。眾所周知,擬除蟲菊酯對某些動物(包括貓)具有劇毒。
範·斯凱克現在 18 歲,他想知道它們對人體有什麼影響。 因此,在南卡羅來納州哥倫比亞市讀高中時,他設計了幾個實驗來模擬人體如何接觸擬除蟲菊酯。 範·斯凱克在家種植了番茄植株,並施用了常規花園農藥中使用的擬除蟲菊酯劑量。 在採摘和清洗番茄後,他在南卡羅來納州農業部實驗室分析了它們,發現微量化學物質已滲入其果肉深處。
然後,他將類似於一個人隨著時間推移會攝入的量應用於培養皿中的細胞,發現擬除蟲菊酯與細胞生長的激增有關。 這表明它們可能潛在地增加患癌症的風險,儘管還需要更多的研究來確定明確的聯絡。
範·斯凱克在閱讀了之前的研究後——這些研究表明擬除蟲菊酯可能影響中樞神經系統——想知道擬除蟲菊酯是否會加速阿爾茨海默病和其他神經退行性疾病的進展。 因為這項研究指出,我們吸入的擬除蟲菊酯中有多達一半最終進入中樞神經系統,他想看看一個人在正常的一天中可能會吸入多少。 當他將含有少量擬除蟲菊酯的空氣泵入豬肺時,他發現這些化學物質實際上確實粘附在肺組織上。
然後,他計算了會到達大腦的擬除蟲菊酯濃度,並將具有該濃度的溶液引入含有神經細胞的培養皿中; 他發現細胞失去了神經突——有助於它們相互交流的小延伸。 阿爾茨海默病中也發生了同樣的事情,這意味著擬除蟲菊酯可能與該疾病以及癌症有關。
範·斯凱克參加了 2008 年英特爾科學人才搜尋競賽,並被評為決賽選手。 他的父母非常激動——尤其是他的母親,她曾在南卡羅來納大學哥倫比亞分校的實驗室裡坐了很長時間,範·斯凱克在那裡完成了他的大部分工作,等待他完成實驗。 “我想她已經準備好 2012 年的聖誕賀卡了,”他說。
對他的職業生涯的影響:受到自己在實驗室工作的經驗的鼓舞,幾年前,範·斯凱克為二年級到五年級的學生開發了一套名為“科學吸引心靈”的科學課程。 去年夏天,每週三天,每天兩小時,他都會在當地的男孩女孩俱樂部幫助青少年進行動手實驗,以測試各種概念:你能用檸檬製作電池嗎? 各種形狀的錫箔船在沉沒前能裝多少個便士? 他說,他的主要突破是啟動了前測和後測,以準確瞭解他的年輕學生學到了什麼。 然後他可以進行調整,使課程更貼近實際。 “我實際上已經看到某些學科領域的進步高達 600%,”他說。
反過來,這導致男孩女孩俱樂部員工的幸福感提高了 600%。 “孩子們喜歡他,”哥倫比亞市米德蘭茲男孩女孩俱樂部運營副總裁蘇珊·凱說。 許多人參加該專案時認為科學就是教科書。 範·斯凱克表明,事實上,科學也可以是關於豬肺和番茄的。 “孩子們從中出來後真正熱愛和擁抱科學,”凱說。 “老師不可能做得更好了。”
他現在在做什麼:範·斯凱克今年秋季入讀了麻省理工學院。