2025 Regeneron ISEF大奖-CHEM化学获奖作品汇总-2

最新官方消息！全球科创天花板赛事——国际科学与工程大奖赛（Regeneron ISEF），现已正式公布了2026年总决赛的举办时间和地点。这场汇聚全球青年创新力量的科技盛宴，将于2026年5月9日至15日，在美国亚利桑那州凤凰城会议中心（Phoenix Convention Center, Arizona）璀璨启幕。

2026ISEF赛事安排

参赛资格

年龄与年级：9-12年级学生（或同等学历），参赛时年龄不超过20岁。

地区选拔：必须通过附属赛（Affiliated Fair）晋级，无法直接报名。中国学生需先参加国内选拔赛（如青创赛、明天小小科学家等）。

团队项目：最多3人，所有成员需满足资格且共同参赛。

项目要求

原创性：项目必须由学生独立完成，允许在专家指导下进行，但不得代劳。

学科范围：涵盖21个学科类别，包括工程、生物、化学、计算机、环境科学等。

伦理限制：涉及人类、脊椎动物、病原体等研究需提前提交额外审查表（如ISEF Forms）。

关键文件与截止时间

ISEF表格：根据研究类型提交相应表格（如1C、2、3等），需在地区赛前完成审核。

摘要与研究论文：英文撰写，清晰描述研究目的、方法、结论。

地区赛截止：2026年3-4月

其他注意事项

展示材料：展板需符合ISEF尺寸要求（通常宽48英寸、深30英寸、高108英寸），禁止活体样本或危险品。

知识产权：部分研究可能需申请专利后再参赛，避免披露风险。

为了方便同学们更好的备赛，特别整理了ISEF-CHEM化学2025的获奖作品方便学习

CHEM化学获奖作品集合

CHEM032 - 用于电化学 CO2 还原的 Cu 纳米团簇

全球二氧化碳 (CO2) 排放量每年超过 370 亿吨，加剧了环境危机并威胁着公共安全。电化学二氧化碳还原反应 (eCO2RR) 通过将二氧化碳转化为有价值的产品，为循环碳经济提供了一种乐观的方法。虽然铜纳米簇 (NC) 因其成本效益和原子精度而成为有前途的催化剂，但在高电流密度下的选择性和效率方面仍然存在挑战。\n \n本研究介绍了两种新型铜纳米簇，并研究了它们在工业相关条件下针对有用碳氢化合物的催化性能。Cu10(CF3Pyrazole)8 和 Cu6((CF3)2Pyrazole)6Cl4 与 N 供体配体合成，以增强二氧化碳吸附，氟基团用于疏水性，抑制竞争性析氢反应 (HER)。将每种催化剂与 10% Nafion 作为粘合剂混合，并喷涂到气体扩散电极 (GDE) 上。 eCO2RR 在 150 mA/cm2 的流动池中发生，产品分析通过 1H NMR 和 GC 进行。\n \nCu6((CF3)2Pyz)6Cl4 最初对乙烯的法拉第效率 (FE) 为 7%，当将 10% Nafion 量从 40 µL 增加到 80 µL 时，法拉第效率翻了一番，达到 14%。至于 Cu10(CF3Pyz)8，它生成丙醇，这是首次报道的生成这种 C3 烃的 NC。\n \n这些催化剂具有更高的可扩展性、提高乙烯选择性的简便性以及生产复合化合物的能力，优于现有的 Cu NC。乙烯是大多数高需求石化产品的基础，通过有效的可持续途径生产乙烯可以显著降低对化石燃料的依赖和主要行业的碳足迹。

CHEM033 - 非绝热纳米反应器

光因其环境毒性低、易于控制且成本低廉，是传统合成试剂的一种有前途的替代品。此外，光化学能够创造出基态热途径无法实现的复杂分子和特性，这进一步提升了光在药物化学和有机合成中的价值。然而，光反应的高维性和缺乏选择性导致可能途径和结果的数量极其复杂。因此，需要新型计算工具来快速、系统地进行高通量筛选和设计最佳合成路线。非绝热纳米反应器 (NANR) 的开发是解决这一问题的初步尝试：这是一种用于自动化、暗箱式光发现的模拟工具。在我的研究中，我通过研究顺/反-3,4-二甲基环丁烯的光化学 Woodward-Hoffmann (WH) 开环反应的理论立体特异性与实验非立体特异性之间的差异来测试 NANR。然后，我通过开发一个稳健的光产物产量预测模型来增强 NANR。 NANR 在 6 种实验性 WH 产物中鉴定出 5 种，证明了初始旋转后发生顺式/反式异构化，从而最大程度地降低了空间位阻。通过应用 3 种不同的模型，我发现，结合使用阿伦尼乌斯模型和速度模型，运行 1000 飞秒，可以获得最准确的光产物产率，顺式和反式产率分别提高了 52% 和 66%。将顺式比率应用于缺失的反式产物，产率提升至 96%。这些成功案例证明，这些模型能够为任何光化学反应提供更深入的洞察，为未来快速、绿色、低成本的化学工程、药物开发和理论光化学探索铺平道路。

CHEM041 - 用于生产白氢的合成橄榄石

氢气是一种很有前景的清洁能源载体，但目前的生产方法要么碳密集型，要么经济上不可持续。最近，人们的注意力转向了蛇纹石化，这是一种超镁铁质岩与水之间的自然反应，在特定的地质条件下会产生白色氢气，以每公斤约1美元的成本提供无碳生产。\n尽管全球对蛇纹石化的兴趣日益浓厚，但人们对其的了解仍然不足。天然橄榄石是主要的活性矿物，其成分不一致且反应性有限，阻碍了其规模化应用。在这项新颖的研究中，我们利用溶胶-凝胶法合成了一种单相合成橄榄石，并对其结晶度和Fe²⁺反应性进行了优化。使用 XRD、FTIR、TGA 和 SEM 对其进行了表征，结果证实其纯度 > 90% 且 Fe:Mg 比可控。这些特性使我们能够对蛇纹石化动力学和热力学进行受控探索。\n在高压釜反应器中，在热液条件下（150°C、24 小时、550 psi）测试了氢气的生成。气相色谱法证实了纯氢的形成，压力升高表明了这一点。\n合成橄榄石的氢气产量是天然橄榄石的 27 倍，这归因于更高的相纯度、一致的结晶度以及由于聚集形态而增大的表面积。\n这项研究填补了蛇纹石化化学领域的一个关键知识空白，并提出了一种基于矿物成分评估氢气产量和纯度的方法。除了实验室成功之外，合成橄榄石还有望应用于枯竭的碳氢化合物储层，利用现有基础设施实现氢气的制氢和长期储存。这种方法可以使大规模氢能更加实用、经济实惠且可持续。

CHEM042T - LVO 环境应用

学校里一项常见的环保活动是收集和分类旧电池进行回收利用。然而，这只是锂离子电池处理过程的第一步。锂离子电池在电池市场上越来越受欢迎，导致了大量废弃物产生。因此，寻找简单有效的方法利用废旧电池中的锂，对于提高锂离子电池的可持续性至关重要。我们实施了一种新的简便方法，从废旧电池中回收碳酸锂，合成单相锂钒氧化物 (Li3V6O16) 材料。首次发现 Li3V6O16 是一种高效的氧化还原催化剂，在 20 ppm 亚甲蓝溶液中处理 15 分钟，其催化效率可达 87%。其高催化降解率对于染料废水处理应用具有重要意义。Li3V6O16 已被证明在各种条件下，例如温度、光照、回收方法、氧化剂或还原剂，都是高效的氧化还原催化剂。在光照条件下，以大气中的氧气作为氧化剂，可以提高颜色降解率。此外，该材料还表现出抑制大肠杆菌和白色念珠菌生长的能力，因为微生物会粘附在材料表面，从而降低处理效率。Li3V6O16染料处理工艺的最佳条件已初步应用于河内某丝绸村的废水处理。

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