2025 Regeneron ISEF大奖-EAEV地球与环境科学获奖作品汇总-3

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

  1. 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。

  1. 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)。

  1. 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

  1. 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-EAEV地球与环境科学2025的获奖作品方便学习

EAEV地球与环境科学获奖作品集合

EAEV041 - 侵蚀防治现场数据和建模

由于重要基础设施受损,海岸侵蚀每年造成约 5 亿美元的损失(美国国家海洋和大气管理局,2025 年)。科学家们一直在探索基于自然的海岸侵蚀解决方案,特别是测试海藻林阻力对波浪能量的减少。Utter 和 Denny(1996 年)创建了一个模型,用于预测给定波高下海藻所受张力。然而,他们的模型低估了实地观测到的张力,从而产生了一个悖论。本文,我通过进行实地试验,测量不同船速下海藻所受阻力,确定了水流速度与海藻阻力之间幂律关系的系数。通过以大型风暴波的速度进行实地试验(这是之前研究忽略的),我开发了一个能够准确表示海藻阻力的模型。总而言之,一个具有更高阻力值的更精确模型,有助于推动将海藻作为基于自然的海岸侵蚀解决方案。

EAEV044 - 推进全球珊瑚白化人工智能预测

珊瑚礁是世界上最重要的海洋生态系统,它产生了全球50%的氧气,并维持着全球10亿人的生计。然而,全球变暖引发的珊瑚白化现象已导致全球50%的珊瑚礁死亡,预计到2050年将有90%的珊瑚礁死亡,威胁着全球数十亿人的生命。许多珊瑚礁正在开展保护工作。然而,只有在白化事件发生前主动采取措施,这些措施才能卓有成效。因此,了解白化发生的时间和地点对于保护工作至关重要。本研究尝试使用三个神经网络进行12个月的海面温度预测,并测试了14个回归和分类模型,用于预测特定条件下的白化情况。未来预测首先要预测未来12个月珊瑚礁的状况(海表温度误差为0.14摄氏度),然后预测在这些条件下珊瑚礁白化的百分比(误差为5.5%)。经数据增强验证后,该预测器能够提前一年预测全球范围内的白化情况(时间精度比现有模型提高52倍,空间精度比现有模型提高4倍),绝对误差仅为6.00%,比目前最先进的方法提高了5倍。因此,本研究开发了一种新颖的珊瑚白化预测机制,可以提前一年预测全球范围内珊瑚礁规模的珊瑚白化情况,从而促进积极主动、有针对性的保护工作,并提高全球珊瑚礁的存活率。

EAEV045 - 优化水生石油泄漏清理

2024年,超过1万吨石油泄漏到海洋中,破坏了环境,并耗费了数十亿美元的减排措施。该项目延续了先前的研究,发现使用磁流体磁化石油是一种有效的石油清理方法。2019年的一项研究发现,低浓度的磁流体对海洋生物无毒。今年的研究评估了不同成分的磁流体磁化不同粘度石油以清理水生泄漏的效果。\n\n我们制备了不同的磁流体成分(未改性的磁流体、磁流体+铁、磁流体+表面活性剂),并将其添加到不同粘度(低、中、高)的石油中。一种通过磁化将油从水中分离的新方法被用于清理这些模拟泄漏。我们进行了超过120次试验。使用方差分析和 Tukey 诚实显著差异检验对油类质量的平均百分比变化进行了分析。\n\n目前的漏油补救方法只能回收 2-6% 的海洋漏油,而使用所有测试的磁流体成分可以去除 ≥30% 的油。当将磁流体反复引入油水样品时,无论油的粘度如何,它都能去除 90% 以上的油。\n\n未经修改的磁流体溶液在磁化油清理漏油方面最有效。设计并测试了一种将磁流体应用于水生生态系统的新颖解决方案。这个实用原型可有效去除 ≥70% 的油。\n\n这些发现具有革命性的环保意义,有可能减少对全球海洋生态系统的破坏。

EAEV046 - 皂苷表面活性剂:提取和生物效应

家用洗涤剂中广泛使用的合成表面活性剂构成重大环境风险,因为这些不可生物降解的石化产品在生态系统中具有化学持久性。然而,无患子(Sapindus mukorossi)提供了一种天然的替代品,因为其果皮富含三萜皂苷,其化学结构与洗涤剂中表面活性剂的两亲性相似。本项目旨在开发一种新型、环保、无毒的皂苷提取物,作为洗涤剂的替代品。采用浸渍法提取皂苷,并用香草醛-硫酸法测定不同溶剂的总皂苷含量(TSC)和皂苷的产率。采用柯比鲍尔纸片扩散法测定皂苷对革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌K12)的抗菌活性。使用皂苷提取物灰水、市售洗涤剂灰水和水对照,观察了羽衣甘蓝和生菜(叶片和根部)的组织学和表型变化。与纯水、80% 乙醇和 100% 乙醇相比,使用水-乙醇溶液(50% v:v)提取皂苷是总皂苷 (TSC) 和皂苷产量百分比最有效的溶剂(事后 Tukey 检验,p<0.01)。皂苷提取物在浓度为 12.5、25、50、100 mg/ml 时对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌表现出抗菌作用。用皂苷灰水和对照灌溉的生菜和羽衣甘蓝表现出相似的组织学特征,而市售洗涤剂灰水则会导致植物毒性(细胞坏死)。因此,优化从具有良好抗菌特性和积极植物组织学的无患子皂苷提取工艺,可以使皂苷提取物成为传统洗涤剂的新型、可持续且环保的替代品。

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