毎年、何千人もの高校生が全国や地域の科学フェアに参加します。PopSciはこれらのイベントを徹底的に調査し、実際に機能するプロトタイプに裏付けられた、真に世界を変えるようなアイデアを持つ10人の学生を発掘しました。実は、アメリカで最も優秀な発明家の中には、まだ運転免許も取得していない学生もいるのです。
名前:ジャック・アンドラカ
年齢: 15歳
高校：ノースカウンティ高校、メリーランド州グレンバーニー
発明：早期がん検査方法
ジャック・アンドラカ氏の膵臓がん検査は、既存の診断法に比べて168倍速く、400倍も感度が高い。この検査では、ろ紙にカーボンナノチューブと抗体を塗布する。膵臓がん患者の血液と尿中に過剰発現するタンパク質「メソテリン」が抗体と結合する。するとナノチューブが押し広げられ、電気抵抗が上昇する。これを医師が測定できるのだ。
今後の予定：アンドラカ氏は、がん検査を基盤とした会社を設立することを計画している。
名前:マリアン・ベクテル
年齢: 17
高校：ペンシルベニア州ランディスビルのヘンプフィールド高校
発明：地雷探知システム
マリアン・ベクテル氏の発明品、再利用された金属探知機は、振動と音波を利用して地雷を探知します。まず、コンクリートの乾燥時に気泡を防ぐために使われる道具を使って、地中に地震波を送り込みます。すると、地雷の容器内のプラスチックと金属が振動を起こします。探知機の2つのマイクが地雷から等距離にあるとき、振動は打ち消し合い、地雷が地中にあることが分かります。
今後の予定:ベクテルさんはブリンマー大学で物理学を専攻する予定です。
名前:ブレイデン・ベネディクト
年齢: 15歳
高校：パロス・バーデス・ペニンシュラ高校（カリフォルニア州ローリング・ヒルズ・エステーツ）
発明:脳震盪検出器
加速度計とセンサーを搭載した「スマート」フットボールヘルメットは、脳震盪を引き起こすほどの衝撃を検知できるが、ほとんどの学校では高価すぎる。そこでブレイデン・ベネディクト氏は、安価な解決策を開発した。ヘルメットに75G以上の衝撃が加わると（通常、脳震盪を引き起こすのに十分）、この装置はチューブを通してヘルメットの表面に染料を放出し、サイドラインから見えるインクの染みを形成する。
今後の予定:ベネディクト氏は、発明のライセンスを企業に供与することを計画している。
名前:ファビアン・フェルナンデス・ハン
年齢: 14歳
高校：テキサス州コンローの自宅学習
発明：淡水化自転車
ファビアン・フェルナンデス＝ハン氏の自転車は、ライダーがペダルを漕ぐことで汽水を淡水化し、浄化します。ハンドルバーの近くには15ガロン（約55.4リットル）の容器が取り付けられています。前輪が回転すると、容器から水が逆浸透膜システムへと送り込まれ、塩分や不純物が除去されます。そして、真水は後輪に取り付けられた容器へと送られます。1時間のペダル漕ぎで、20ガロン（約9.3リットル）の飲料水が生産されます。
今後の予定:フェルナンデス・ハンさんは大学で工学を学び、その後MBAを取得したいと考えています。
名前:ラジャ・セルヴァクマール
年齢: 17
高校：ジョージア州アルファレッタのミルトン高校
発明：胃の細菌で動く燃料電池
ラジャ・セルヴァクマール氏の燃料電池は、自然界に存在するプロセスを燃料源として利用しており、将来的には診断用および外科用ナノボットの動力源となる可能性があります。胃粘膜の細菌はグルコースを分解してエネルギー源とし、電子を放出します。セルヴァクマール氏の燃料電池に搭載されたカーボンパッドがこの電子を吸収し、電流を発生させることで「ボット」に電力を供給します。この「ボット」は後に患者の消化器系を通過する予定です。
今後の予定:セルヴァクマールさんは MIT で工学を学びたいと考えています。
名前:ジョシュ・ウルフ
年齢: 16
高校：エルクリバー高校（ミネソタ州エルクリバー）
発明:藻類から油を抽出するプロセス
藻類の細胞質量の最大60%は脂質油で、科学者たちはこれをバイオ燃料として分離しています。ジョシュ・ウルフ氏の技術は、電気ショックを与えて油を含んだ小胞を開くというもので、多くの抽出方法とは異なり、藻類を生かしたまま油を繰り返し抽出することができます。電気ショックを与えた後、藻類を収容しているタンクから油をすくい取って油を回収し、メタノールと苛性ソーダを加えてバイオディーゼル燃料を作ります。
今後の予定:ウルフさんは生物医学研究の博士号を取得する予定です。
名前：石塚良太
年齢: 18
高校：コネチカット州グリニッジのグリニッジ高校
発明：フレキシブル太陽電池
石塚良太さんは、学校の理科実験室にある道具だけを使って、5cm四方の太陽電池を伸縮性のあるポリマーの上に重ねました。そして、ポリマーの張力を解放することで、セルが束になり、シワができました。材料が伸縮すると、シワは滑らかになりますが、セルは破損しません。石塚さんによると、この太陽電池は衣類だけでなく、建物や車の表面にも応用できるとのことです。
今後の予定：石塚さんは秋にハーバード大学に入学する予定です。
名前:アンドレイ・スシュコ
年齢: 18
高校：ワシントン州リッチランドのハンフォード高校
発明：表面張力で駆動する小型モーター
アンドレイ・スシュコ氏が開発した直径わずか15ミリメートルのモーターは、外科手術用ロボットを血管内で駆動できる可能性がある。このモーターにはフッ素ポリマーでコーティングされた電極が備わっている。バッテリーで電極を充電すると、フッ素ポリマーは疎水性から親水性に変化する。これにより、モーター内の液体表面の曲率が変化する。繰り返し充電することでローターが少しずつ動き、手術用ロボットを前進させることができる。
今後の予定:スシュコはスタンフォード大学へ進学します。
名前:ナオミ・シャー
年齢: 17
高校：オレゴン州ポートランドのサンセット高校
発明：大気汚染物質を除去するバイオフィルター
EPA（環境保護庁）は、住宅の塗料、建築資材、家電製品、家具から有害物質が放出される可能性があることを発見しました。ナオミ・シャー氏は、住宅内の汚染物質のほぼ半分を除去し、25ドル未満で購入できる空気清浄機を開発しました。この20cm×25cmの装置は、あらゆるセントラルヒーティングやエアコンシステムに取り付けることができ、生きたシダやヤシの植物が組み込まれています。これらの植物は、ベンゼンやメチレンなどの毒素を餌とする微生物を宿しています。
今後の予定：シャー氏は環境保健研究プログラムに注目している。
名前:アンジェラ・チャン
年齢: 18
高校：カリフォルニア州クパチーノのモンタビスタ高校
発明：がん細胞を標的とするナノ粒子
アンジェラ・チャンは、医師がMRIでその過程をモニタリングしながらがん細胞を死滅させる、2つの部分からなるナノ粒子を開発した。粒子の酸化鉄部分には、がん細胞に結合するペプチドが担われている。金の部分はポリマーシェルで覆われており、ポリマーには抗がん剤が埋め込まれている。外部から赤外線レーザーを照射して粒子を加熱すると、ポリマーが分解し、腫瘍の周囲に薬剤が放出される。
今後の予定:張さんは今秋、ハーバード大学に入学します。
