赛事动态 - 第 3 页 - Regeneron ISEF 国际科学与工程大奖赛

2025 Regeneron ISEF大奖-PHY物理学和天文学获奖作品汇总-4

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-PHY物理学和天文学2025获奖作品方便学习

PHYS047 - 水世界系外行星示踪物的识别

近期的发现，例如GJ 9827 d富含水的大气，揭示了一类研究不足的系外行星——水世界。在这颗系外行星大气中发现水，不仅展现了当前望远镜的观测能力，也表明有必要加深对这类行星的理解，因为很快可能会有更多类似的发现。目前对水世界系外行星探测的理解受到模型的限制——通过对系外行星过程进行建模，天文学家可以制定预期并相应地优化搜索。目前，人们仅通过水蒸气这一关键大气特征来了解水世界，因此许多行星科学家认为，仅凭大气光谱学很难识别这些行星。本研究针对这一问题，开发了150万个数据点分辨率的水世界大气热力学模型，这些模型与压力和温度（通过平衡化学）的关系，并利用这些模型创建了一个包含超过5000个合成光谱的数据库。研究人员训练了K均值聚类算法，以识别光谱数据集中不同的水世界亚型，并从二氧化碳、二氧化硫和氟化氢等三大类大气示踪物中识别出几种新的大气示踪物。同时，这项研究还开发了一种分析流程，用于在给定初始条件下以比以往任何研究更高的分辨率模拟系外行星大气。这项研究标志着这些水世界大气建模领域的显著进步。

PHYS055 - 海王星：使用 TTV 预测未见系外行星

传统的系外行星探测方法往往会忽略包含长周期或非凌日行星的多行星系统，因为观测结果往往偏向短周期凌日行星。NEPTUNE 通过分析已知行星的凌日时间变化 (TTV) 来探测、表征和评估潜在未观测伴星的宜居性，从而弥补了这一缺陷。\nNEPTUNE 使用 N 体模拟为超过 80,000 个多行星系统生成 TTV 信号，捕捉每个系统在不同轨道时间尺度上的引力相互作用——从长周期共振到短周期会合（行星合相）效应。模拟结果会被输入到随机森林机器学习模型中，从而为贝叶斯推理提供有根据的先验信息。与没有先验信息的方法相比，这种新颖的方法将贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗收敛速度提高了高达 800%，从而降低了计算需求。 N 体模拟显示，共振信号与这颗未观测行星的质量和偏心率相关，而会合信号则与偏心率无关。通过应用多周期 TTV 分析，NEPTUNE 打破了行星质量和偏心率之间的退化，得出了具有量化不确定性的独特解。\nNEPTUNE 已使用 Kepler-46b TTV 数据进行验证，成功恢复了已知未观测伴星 Kepler-46c 的轨道周期（57 天）、偏心率（0.01）和质量（110 个地球质量），与 NASA 公布的数值非常接近。此外，NEPTUNE 对尚未充分研究的 Kepler-1710b 数据的分析表明，存在一个未被发现的约 31 个地球质量的行星候选体，这促使开普勒 TTV 小组进行后续分析。\n与 NASA 的 TESS 任务和 ESA 的 ExoClock 计划的数据相结合，正在扩展 NEPTUNE 探测未见系外行星的能力。

PHYS056 - 单次凌日系外行星的自动探测调查

凌日现象是指行星遮挡其主星发出的光线，从而导致独特的变暗现象。凌日系外行星巡天卫星 (TESS) 是一台全天扫描太空望远镜，可为天文学家提供高频恒星光变曲线。与拥有八颗行星的太阳系不同，大多数系外行星系统仅有一条已记录的轨道。这种差异源于观测偏好近轨道行星（尤其是热木星），因为它们的变暗现象更为明显，因此更容易通过后续观测得到证实。与我们对近轨道系外行星日益增长的认知相比，对多行星系统的研究尚不充分，太阳系以外的系统可供参考的寥寥无几。多行星系统为天文学家提供了有关引力相互作用、行星迁移和宜居外星世界的信息，而缺乏更远的轨道则阻碍了对这方面的研究。然而，TESS 的连续监测模式仅适合探测更远轨道的行星，目前尚无研究人员系统地研究过已知行星系统中的遥远行星。本研究利用 TESS 数据开发了一种新颖的数据增强算法、一个基于决策树的预处理单元、一个通过形状分析识别单次凌日候选者的神经网络模型以及一个自动参数拟合程序。所有这些阶段结合在一起，形成了第一个对已知系统中的单次凌日系外行星进行端到端自动检测的调查：ASTEKS。专注于单次凌日的 ASTEKS 的准确率达到了 93.6%，超越了最先进的水平。该模型还从仅有的 1088 个已知行星系统中发现了 18 个单次凌日行星候选者（52<p<1530）和两个近轨道行星候选者（p<1）。

PHYS062 - 用于构建紧急传感器的谐振器

在2021年瑟夫赛德公寓倒塌等悲剧发生后，对结构劣化的长期监测方法的需求显著增加。机械共振是一种潜在的方法，可以通过测量共振器的变化来追踪和了解结构劣化。此前，研究人员在压缩状态下测试了一种基于条状谐振器，以检验输出频率与施加载荷之间的关系。经过数年的研究，研究人员发现，即使在高载荷下，输出频率在载荷作用下也几乎没有变化。这一进展表明，一种不同的、更灵敏的谐振器类型可能更有助于在倒塌即将发生之前就对结构变化或故障进行预警。本研究提出了一种测量结构扰动（无论多么微小）的替代方法，并通过弦共振介质进行了检验。为了复制之前的实验条件，研究人员将弦谐振器置于各种载荷下，并测量了弦在每种施加载荷下的共振频率。正如预测的那样，在同等施加载荷下，弦式谐振器的频率变化比之前测试的条式谐振器要大得多。良性结构损坏极有可能发展成严重故障，就像Surfside Condo Collapse事件中的情况一样，因此在设计传感器时必须考虑预警能力。未来的目标是将弦式谐振技术应用于自动驾驶装置，使其能够长期监控住宅和其他关键基础设施。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

2025 Regeneron ISEF大奖-PHY物理学和天文学获奖作品汇总-3

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-PHY物理学和天文学2025获奖作品方便学习

PHYS034 - 麦哲伦星云的化学标记

为了研究麦哲伦星云的潮汐演化，本文对大质量红超巨星分支 (RGB) 以及富氧和富碳渐近巨星分支 (AGB) 恒星的内部运动学进行了建模。通过识别吸积在大麦哲伦星云 (LMC) 中运动学上不同的恒星群，可以追踪大麦哲伦星云 (LMC) 和小麦哲伦星云 (SMC) 的初始演化。为了识别 SMC 和 LMC 中不同的恒星群，我们训练了一个神经网络 (NN)，利用 SDSS-IV APOGEE DR17 的化学丰度对示踪剂进行化学识别。神经网络的分类准确率约为 87%，假阳性率为 9%，识别出 [Fe/H] = -1.0 附近的不同金属丰度。对[Ce/Fe]丰度空间的进一步分析，首次证明了麦哲伦星云中的渐近巨核(AGB)种群将经历一个后渐近巨核(AGB)原位演化阶段的第三次上浮阶段，且该阶段不会产生锂。在考虑了AGB种群的非对称漂移后，基于稳健的马尔可夫链蒙特卡罗方法，推导出了大麦哲伦星云(LMC)的旋转曲线。发现旋转曲线的振幅在半径2.4 kpc±0.2 kpc处为56 km/s±10 km/s，系统速度为269 km/s±9 km/s。从拟合中剔除异常值，发现大麦哲伦星云中存在一个运动学上独特的种群，其比例>4%。这与HI臂在运动学上与被拉入大麦哲伦星云的盘面相关相吻合。独特示踪物的比例在[Fe/H]=-0.92时下降，有力地证明了该运动学上独特的种群起源于小麦哲伦星云(SMC)。这项工作进一步证实了银河系子结构是由麦哲伦星云之间的碰撞造成的，并证明了麦哲伦桥的拉伸在运动学上并不是独一无二的。

PHYS035 - 使用 CNN 模型首次发现双系外彗星

行星轨道和恒星系统的形成仍然是天文学中最大的谜团之一。系外彗星具有独特的地质和分子组成，可能是理解行星盘形成和生命起源的关键，生命起源可能通过彗星撞击实现。然而，探测系外彗星已被证明具有挑战性。尽管使用开普勒、K2 和 TESS 分析了超过 300,000 颗恒星的数据，但通过凌日光度法发现的系外彗星不到 50 颗，大多数仅来自两颗恒星。这些发现是通过耗时的手动搜索得出的，传统的信号放大方法难以可靠地探测到系外彗星。卷积神经网络 (CNN) 被用于以迭代块的形式分析光变曲线数据。该模型成功地从开普勒光变曲线数据中识别出了大多数先前已知的系外彗星。此外，通过分析KIC 3542116，发现了五颗新的系外彗星候选者，其中一颗是前所未见的双系外彗星候选者，由两颗系外彗星凌日现象叠加而成。这颗恒星年轻，自转周期短，表明它正处于行星盘形成的早期阶段，这与目前的系外彗星理论相符。这些候选者经过严格的四步验证程序确认。这项自动化探测技术的突破为发现更多系外彗星带来了巨大的希望，并在心率监测和天气异常检测等领域具有潜在的应用价值。

PHYS041 - 体验鲨鱼皮

重型组合卡车的高油耗率是不可持续的，并且会破坏环境。在州际公路上以建议速度行驶时，卡车的大部分油耗都用于克服阻力。在类似但不同的介质中，鲨鱼具有齿状结构，可以利用涡流产生来减少水中的阻力。作者测试了她的假设，即受鲨鱼齿状结构启发的涡流发生器 (SDIVG) 可用于卡车和拖车车体以减少阻力。\n\n在边界层风洞中，在偏航角为 0° 和 10° 的七种不同空气动力学条件下对模型卡车进行了测试。\n\n单独使用 SDIVG 时，阻力系数显著降低 2.1% 和 2.5%（p 值 <0.01），将 SDIVG 添加到模型卡车的其他改装件中，偏航角为 0° 和 10° 时，阻力系数额外降低 3.5% 和 2.0%（p 值 <0.01）。此外，在装有驾驶室车顶导流板的卡车尾部使用 SDIVG 组合，分别在 0° 和 10° 偏航角下降低了 27.6% 和 28.0%（p 值 < 0.01）。\n\n将 SDIVG 应用于现有的减阻策略，每年可节省数十亿升燃料，降低成本，更重要的是，减少重型组合卡车对环境的影响。此外，这将有助于实现零碳排放，因为阻力的降低或卡车空气动力学的优化将使替代燃料（电力或氢气）的实施更加可行。

PHYS045 - 预测环境放射性

在进行背景放射性测量时，我注意到它在每个月中都发生了显著变化。因此，我思考环境放射性是否受到气象变量（温度、气压和空气湿度）的影响，以及是否可以通过机器学习 (ML) 模型实现的回归程序，基于这些变量预测环境放射性。为了回答这个问题，我首先设计并构建了三台相同的测量设备，它们都能够每天自动测量放射性、温度、气压和空气湿度六次，每次以一小时为间隔取平均值。我使用统计和信号处理技术分析了从测量仪器收集的数据。经过适当的低通滤波后，我发现放射性信号与所有气象变量的信号之间存在非常强的相关性。然而，这些相关性在几个月内变化很大，无论是在幅度还是符号上：这种现象在一些最近的科学论文中已经观察到。然后我更进一步：我尝试训练 ML 模型，根据气象变量计算放射性值。在尝试了各种机器学习回归技术和工作方案后，我使用一种名为“滑动预测”的流程，结合高斯过程回归器 (GPR)，取得了良好的效果。我证明了使用过去 20 天数据训练的模型可以准确预测未来几天的放射性（由气象变量提供）。这是一个非常重要的结果，因为这种可能性从未被证实过。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-PHY物理学和天文学获奖作品汇总-2

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-PHY物理学和天文学2025获奖作品方便学习

PHYS016 - 1 型 SPDC 的最佳泵浦源

本研究旨在确定哪种泵浦激光器配置能够激发β-硼酸钡 (BBO) 晶体中的 1 型自发参量下转换 (SPDC)，从而最大限度地提高 |Phi+> 纠缠光子的数量和探测到的量子态的保真度。四种泵浦激光器配置分别为 100 mW 连续波 (CW) 激光器、100 mW 脉冲激光器（脉冲频率为 2x10^-6 秒）、50 mW 连续波激光器和 50 mW 脉冲激光器，使用两块 BBO 晶体和四个光电倍增管 (PMT) 阵列来收集产生的纠缠光子数据。测试在暗室中进行，在 30 秒曝光时间内产生约 100 个暗计数。 100 mW CW 激光器比 50 mW CW 激光器多产生 185.8 个纠缠光子，50 mW 脉冲激光器比 100 mW 脉冲激光器多产生 14.2 个纠缠光子，两次比较均存在显著差异（p < .05）。与其他三种泵浦配置相比，100 mW CW 激光器的保真度最低。50 mW 脉冲激光器（0.471 +/- 0.069 SD）在保真度方面明显优于 50 mW CW 激光器（0.431 +/- 0.069 SD）。这意味着 100 mW CW 激光器更高的纠缠光子产量被其低保真度所抵消，而这种成本对光量子计算机是有害的。100 mW 和 50 mW 脉冲激光器在保真度方面没有显著差异。鉴于50 mW连续激光器的低保真度，可以肯定地说，脉冲激光器将是光量子计算机最有效的泵浦源，而没有统计学上显著的证据支持100 mW或50 mW激光器的有效性。从光子输出的角度比较脉冲激光器，可以进一步推论50 mW脉冲激光器将是光量子计算机的最佳选择。

PHYS024 - 2D柔性MoS2器件和ILG柔性FET

柔性二维 (2D) 场效应晶体管 (FET) 引起了广泛关注，因为需要解决 3D FET 中常见的可扩展性问题。具体而言，用柔性材料替代刚性基底，以及使用具有抗应变和优异电特性的过渡金属二硫化物 (TMDC)，引发了人们对利用弹性体和聚合物基材料（例如聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)）开发 2D FET 的兴趣。在此，我们证明了使用 PDMS 作为多层 MoS2 基器件基底的可行性，利用聚合物聚丙烯酸酯 (PPC) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为促进机械剥离 MoS2 转移的手段，获得高输出电流（最大值 ~ -0.65–0.55 μA μm^-1）、欧姆行为和低接触电阻率。此外，我们证明了聚合物 PET 可用作多层 MoS2 基 FET 的柔性基板，并且器件表现出与文献中的刚性 MoS2 FET 相当的传输特性，显示出可接受的场效应迁移率（1.53–14.39 cm^2 V^-1 S^-1）、良好的开关比（最大值 ~1 x 10^5）和可接受的亚阈值斜率（最小平均值 371.48 mV dec^-1），通过利用新型离子液体 N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺 ([DEME][TFSI]) 通过离子液体门控 (ILG)。本文介绍的工作是首次证明 ILG 在基于 PET 基板的 FET 上的可行性，展示了 PDMS 作为 2D 设备基板的替代用途，并为将来将 ILG 纳入柔性 2D FET 的门控手段提供了一个平台。

PHYS026 - ForeCAT：物理学与人工智能相结合，避免飞行颠簸

突发湍流，尤其是晴空湍流 (CAT)，仍然是航空业面临的最严峻挑战之一，它会导致乘客受伤、运营中断，并每年给航空公司造成 5 亿美元的损失。70% 的天气相关事件都是由 CAT 造成的，预计未来几十年气候变化会使 CAT 的发生频率翻一番。最近发生在 2024 年 5 月的新加坡航空事件导致人员伤亡，凸显了改进预测的紧迫性。检测 CAT 本身就具有挑战性，因为它发生在晴空下，这使得航空业中现有的传统算法（如图形湍流引导 (GTG)）效率较低，因为它们依赖于线性、经验阈值指标。ForeCAT 通过将人工智能与大气物理学相结合，提供了一种突破性的方法。其神经网络由基于偏微分方程 (PDE) 的湍流诊断驱动，可捕捉复杂的湍流相互作用，实现 95% 的分类准确率，是 GTG 的三倍。此外，ForeCAT 能够准确预测行业标准的湍流强度指标——涡流消散率 (EDR)。ForeCAT 成功预测了新加坡航空事件发生地点的严重湍流，置信度高达 87%，展现了其缓解此类事件的潜力。ForeCAT 已集成到 LoCATe 中，LoCATe 是一款实时湍流预测应用程序，可帮助飞行员和空中交通管制员主动调整飞行路径。CATalog 是一款低成本湍流测量设备，旨在实现湍流数据众包和大众化获取。通过利用人工智能和基于物理的诊断技术，ForeCAT 提供了一种变革性的解决方案，以推进湍流预测，并应对未来日益复杂的天空。

PHYS031 - 水铃的变形

当垂直向下的水流冲击水平放置的圆盘时，会形成一种独特的轴对称水膜，称为“水钟”。当液膜在流速变化后破裂时，这种水钟会发生剧烈且不可逆的变形。为了研究压力对变形的影响，引入了两种类型的水钟：一种是“封闭式”水钟，除非水膜破裂，否则不允许空气通过水钟进行交换；另一种是“开放式”水钟，其内外通过管道连接。变形现象，尤其是开放式水钟的变形，在不同条件下表现出不同的行为，尚未得到充分研究。本研究对这两种条件下的变形进行了定量分析。首先，开发了一个实验系统，数值模拟的水钟形状与实验结果非常吻合。随后，提出了一个理论模型来解释这两种水钟的变形。相应的数值模拟与实验观测结果吻合良好，从而验证了该模型的有效性。此外，对该现象的简化近似阐明了变形的参数依赖性。参数依赖性表明，水钟的剧烈变形和开口钟变形的多变性都源于其体积对内部压力的高度敏感性。这项研究有助于控制水钟系统，并加深对其独特行为的理解。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-PHY物理学和天文学获奖作品汇总-1

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-PHY物理学和天文学2025获奖作品方便学习

PHYS001 - 湍流腔室设计和神经网络

湍流是一种自然现象，也是许多其他领域（从恒星形成的天体物理学研究到气候变化建模）的基本原理。由于湍流的复杂性，理解其仍然是一个经典的物理问题。本项目的目标是设计、建造和测试一个用于统计湍流测量的新型零平均流室，并实现一个基于物理信息的神经网络 (PINN) 来改进湍流建模。据推测，PINN 将比传统的 NLEVM 和 LEVM 方法更准确地预测雷诺应力项。零平均流实验装置对于捕捉纯湍流特性和验证统计理论至关重要。该实验室利用 6 个对称分布的执行器和圆盘延伸部分来创建各向同性和各向异性的条件。开发了一种低成本粒子图像测速 (PIV) 系统，用于表征泰勒微尺度雷诺数高达 152 的湍流。一个重建雷诺应力张量并强制可实现性约束的 PINN 被应用于闭合问题。使用了 NASA 的二维收敛-发散通道流数据集。该神经网络结合了基于物理信息的损失函数、不变特征集和超参数敏感性研究。该腔室设计实现了接近零的平均流量条件，误差小于 1.5%。与地面实况相比，PINN 对雷诺应力的预测准确率高达 97%。这些成就凸显了 PINN 和新型腔室系统对湍流物理学未来发展，特别是在天体物理和环境应用领域的重要性。

PHYS003 - 气球载μ子通量研究

宇宙射线μ子是由高能宇宙射线与地球大气相互作用产生的，广泛应用于μ子层析成像技术。μ子层析成像技术是一种新兴的技术，用于对地质构造和核反应堆等致密结构进行成像。然而，精确的μ子通量和光谱测量对于改进这些应用至关重要。在1.3 GV的垂直截止刚度下，缺乏全面的大气μ子数据，因此需要进行专门的实验研究。\n\n本研究介绍了一种自行构建的闪烁探测器系统的开发和部署，用于测量大气μ子通量和角分布。该探测器（包括定制设计的电子设备）由高空气球发射，高度达到24公里。测量了μ子通量随高度的变化，成功识别出13.3公里处的Regener-Pfotzer最大值。地面实验提供了天顶分布数据，证实了预期的角度依赖性。此外，研究发现，探测器的光输出在其表面均匀分布，表明其缺乏空间分辨率。\n\n为了提取μ子谱，我们使用CORSIKA 8框架进行了蒙特卡罗模拟。反复调整各种参数，包括原始宇宙射线成分和大气条件，以最佳匹配测得的高度相关通量。FLUKA模型用于强子相互作用。一旦获得真实的通量分布，就可以从模拟中提取μ子动量谱。这些发现表明，闪烁探测器可用于推断μ子谱。这种方法提供了一种经济高效的替代方案，无需使用大型光谱仪即可获取用于μ子层析成像的μ子谱。

PHYS005 - 船舶尾流调查

在本研究中，我们探究了船舶尾流的形成和特性。长期以来，人们一直认为尾流角恒定且与船舶参数无关，但这一理论最近受到了质疑，其中最著名的质疑来自马克·拉博德和弗雷德里克·莫伊西，他们观察到的尾流角远小于开尔文角。通过涵盖各种重要参数的不同实验，我们获得了经典尾流角和窄尾流角两种情况。研究结果表明，我们的新理论与实验数据更加吻合，尤其是在弗劳德数（2.6-4.4）范围内。我们的模型在较低弗劳德数和较高弗劳德数下分别收敛于开尔文模型和拉博德-莫伊西模型，这证明了我们的理论是该领域先前建立的模型的更普遍的情况。

PHYS009T - 关于反气泡的新见解

简而言之，反气泡是与肥皂泡相反的物质。它们内部由近乎球形的流体构成，该流体与周围的流体（通常是相同的流体）之间由一层薄薄的空气隔开。由于这种结构，反气泡表现出一些有趣的物理特性，这些特性可以通过相当简单的方法进行研究。\n作为我们项目的一部分，我们使用一个可重复的实验装置来研究这些气泡的一些特性。在此过程中，我们也解决了一些以前未曾探索过的问题，并在此研究领域取得了新的成果。\n在我们的研究中，我们使用所谓的“吸管法”来生成反气泡。我们通过改造一台3D打印机，实现了这一生产方法的完全自动化。视频片段最初是使用“Tracker”手动分析的。后来，我们能够使用 Python 实现评估的自动化。\n我们的论文描述了反气泡的光学特性，并根据所需重力能量的下限分析了生成反气泡的最佳参数。\n此外，我们首次观察到了反气泡的振荡，它包含两个反相的衰减振荡，其频率取决于气泡的大小。我们还研究了反气泡的直径和下沉深度与形成参数的关系。\n通过考虑反气泡运动的力，我们开发了一种基于反气泡与周围液体密度差来计算空气层平均厚度的新方法。通过使用已知密度的木球，我们能够测试并验证我们的方法。\n因此，我们的研究在反气泡领域取得了新的发现。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-MCR微生物学获奖作品汇总-3

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-MCR微生物学2025获奖作品方便学习

MCRO037 - 抗生素和酚酸之间的协同作用

在抗生素发明之前，细菌感染是人类死亡的主要原因之一。第一次世界大战期间抗生素的使用以及随后青霉素作为首个治疗药物的问世结束了那个时代。然而，抗生素耐药性 (AMR) 和多重耐药性 (MDR) 的兴起，如今正威胁着现有治疗方法的有效性。尽管已经开发出新的抗生素类别来对抗 AMR 感染，但由于细菌细胞内的靶点有限，设计全新的药物变得越来越困难。一种有前景的策略是使用佐剂来增强 AMR 细菌对现有抗生素的敏感性。我假设，膳食多酚一旦被肠道菌群代谢，就会产生具有增强抗菌活性的酚酸。我之前的研究揭示了酚酸二羟基苯甲酸 (DHBA) 与多种抗生素之间具有强大的组合效应。本研究展示了 DHBA 和粘菌素（一种最后手段抗生素）组合对革兰氏阴性 AMR 细菌的抗生素佐剂活性，并且对肠道菌群的干扰最小。使用大量大肠杆菌基因突变体进行的机制分析表明，尽管DHBA和粘菌素有一些共同的靶点，但DHBA的活性范围更广。这种广泛的靶点范围可以抑制抗菌素耐药性的出现，从而增强“最后手段”抗生素的疗效。通过利用DHBA与现有抗生素之间的协同作用，这种方法可以增强现有疗法的疗效，并有助于缓解日益严重的抗菌素耐药性挑战。这些发现强调了酚酸作为抗生素增强剂的潜力，可以降低耐药性产生的可能性，并为对抗危及生命的感染开辟新的范例。

MCRO039 - 微生物组与人工智能在胰腺癌检测中的应用

胰腺癌仍然是最致命的疾病之一，主要原因是其无症状进展和晚期诊断，这严重限制了治疗选择并降低了生存率。目前的诊断方法，包括影像学和基于生物标志物的方法，缺乏早期检测所需的灵敏度和特异性，凸显了对可靠生物标志物的迫切需求。本项目旨在通过开发一个基于机器学习的框架来应对这一挑战，该框架整合微生物组和多组学数据，以识别胰腺癌的早期生物标志物。先进的神经网络架构，特别是卷积神经网络 (CNN) 和循环神经网络 (RNN)，被用于处理和分类高维临床基因组数据集。\n\n利用LASSO回归和主成分分析等特征选择技术来提取与早期胰腺癌相关的关键微生物标志物。对已识别的生物标志物进行通路富集分析，揭示其在胰腺肿瘤发生和癌症发展分类中的功能作用。基于这些发现，本研究开发了针对微生物群落中促癌代谢途径的合成抑制剂。\n\n本研究的最终目标是将这些发现转化为一种基于横向流动检测的非侵入性唾液诊断检测，从而实现更早的检测并改善患者的预后。通过将微生物组科学与人工智能驱动的多组学分析相结合，本研究提出了一种变革性的方法，可提高诊断准确性，促进早期干预，并为胰腺癌管理中更加个性化的治疗策略奠定基础。

MCRO042 - 小檗碱和纳米颗粒对EBV感染的影响

爱泼斯坦-巴尔病毒 (EBV) 是一种γ-疱疹病毒，感染率高达 90%，并与多种疾病相关，包括传染性单核细胞增多症、霍奇金淋巴瘤、伯基特淋巴瘤和鼻咽癌 (NPC)。目前尚无针对 EBV 或相关疾病的治疗方法，但小檗碱因其对 EBV 阳性恶性肿瘤的疗效而显示出良好的潜力。小檗碱是一种天然化合物，存在于药用植物中，具有多种药理作用，包括抗炎、抗氧化、抗菌和抗肿瘤（一些研究表明）。小檗碱的生物利用度低，人们设计了一种纳米颗粒制剂，希望能提高其溶解度和溶解性。本研究旨在确定三种小檗碱制剂中哪一种在最低浓度下具有最强的抑制作用。细胞活力测定分析了 293 个 EBV 阳性细胞经不同浓度的小檗碱和两种纳米颗粒处理的毒性和复制情况。采用流式细胞术和定量PCR测定化合物处理后EBV感染力和基因组拷贝数的变化。结果表明，所有化合物在20 µM浓度下均具有过强的毒性，而2、5和10 µM浓度下则未抑制生长，这意味着它们可用于感染力测定。5和10 µM浓度下感染力受到抑制。这些结果可用于进一步了解小檗碱及其纳米颗粒对EBV或其他疱疹病毒的影响。下一步将测试这些化合物对EBV不同阶段（更具体地说是再激活病毒）的作用，并扩大实验范围，以涵盖更广泛的B细胞系。

MCRO043 - 结核分枝杆菌能引发训练有素的免疫力吗？

结核病 (TB) 由结核分枝杆菌引起，在被 COVID-19 取代三年后，再次成为全球最致命的传染病。目前唯一获批的结核病疫苗是卡介苗 (BCG)，其对成人的疗效有限，但营养缺陷型结核分枝杆菌菌株是颇具前景的替代疫苗；它们无毒、不致命，且已获得 BSL-2 认证。然而，结核分枝杆菌营养缺陷型菌株触发训练型先天免疫 (TII) 的能力（这是 BCG 疫苗接种的一个关键特征）在此之前尚未得到研究。TII 是指先天免疫细胞在接受原发刺激训练后，在受到异源刺激后产生的炎症反应增强。我评估了营养缺陷型结核分枝杆菌菌株 mc27901、mc27902 和 mc28755 以及快速生长的包垢分枝杆菌菌株 mc2155 在野生型和 Stat3-/- RAW 264.7 小鼠巨噬细胞中触发 TII 的能力。细胞用分枝杆菌菌株或 BCG 培养 24 小时，静置 6 天，然后用脂多糖或脂磷壁酸再次刺激。在 TRIzol RNA 提取后，通过 RT-qPCR 分析细胞因子 (IL-6、IL-10、TNF-ɑ) 的表达。我发现，与没有 IL-10 上调的 BCG 培养相比，mc27902 训练的野生型巨噬细胞可引发约 3 倍的 IL-6 上调，这表明 mc27902 可以触发 TII，并产生更强烈的促炎细胞因子反应。此外，与野生型 (WT) 相比，Stat3-/- 巨噬细胞表现出较少的 IL-6 和 IL-10 上调，但 TNF-ɑ 反应相似。令人惊讶的是，STAT3 缺失会增加 mc27902 诱导的 IL-6 和 IL-10 上调，但在 BCG 中却产生了相反的效果，这表明 TII 诱导机制不同。这些结果强调了 mc27902 有可能成为有效且更优的 BCG 替代品。

MCRO046 - 用于生物修复的副球菌

C1化合物——甲醇、甲醛和甲酸盐——是有毒的环境污染物，与危险泄漏、水污染以及严重的健康影响（包括失明、癌症和死亡）有关。据估计，每年产生200万至300万吨C1废物，由于低效的补救措施，造成了12亿美元的损失。目前的处理策略仍然成本高昂且无效。为了解决这个问题，本研究调查了脱氮副球菌（Paracoccus denitrificans），一种具有先天C1代谢能力的非致病性土壤细菌，作为一种经济高效且环保的替代方案。脱氮副球菌的主要成分是甲酸脱氢酶（FDH），它负责降解C1化合物。本研究分析了两种FDH亚型的活性：NAD⁺连接FDH（NAD-FDH）和膜结合FDH（Q-FDH），它们受转录调控因子FlhS、FlhT和FlhR的调控。在生长于各种碳底物（包括琥珀酸（20 mM）和甲酸盐（50-200 mM））上的细胞中测量了酶活性。结果表明，在甲酸盐浓度为200 mM时，细胞生长最佳，FDH活性达到峰值，且FlhS被确定为高甲酸盐条件下NAD-FDH的关键调节因子。基于这些发现，研究人员通过化学和遗传方法增强了FDH活性。补充已知的FDH辅助因子硒可提高FDH活性，并将水中的甲酸盐含量降低75%。通过基因工程改造过表达flhS基因的反硝化芽孢杆菌（P. denitrificans）甚至可以实现高达85%的甲酸盐降低。分子对接预测了不同条件下FDH与底物的相互作用。这些发现为优化反硝化芽孢杆菌作为工业C1化合物修复的生物工程解决方案提供了一个框架，为传统净化方法提供了一种经济高效且环保的替代方案。

MCRO050 - 珊瑚益生菌预防霍乱大流行

世界卫生组织报告称，O139群霍乱弧菌是高优先级病原体，有可能引发第八次霍乱大流行。本项目探索利用珊瑚细菌预防/遏制霍乱污染水库的霍乱大流行。此外，本研究比较了一系列检测方法，以解决海洋微生物益生菌筛选研究不足的问题。在固体（纸片扩散法、液体斑点法、孔板法和Mueller Hinton 0-3% NaCl溶液上的划线法）和液体（384孔板）培养基测定中，对珊瑚分离株McH1-7、OfavHM2-11、OfavHM2-17和McHM3-18进行了霍乱弧菌N16961和MZO-2以及珊瑚溶弧菌OCNOO8的检测。结果表明，McH1-7 在所有检测方法和培养基类型中对所有病原体均具有高效性，在划线试验、孔板试验和纸片扩散试验中均优于氯霉素（CHL，阳性对照），抑菌圈范围大 0.1 至 0.6 cm（p < 0.005）。液体培养基测定法测量了 72 小时内每种分离上清液对病原体吸光度。与 CHL 相比，McH1-7、OfavHM2-11 和 McHM3-18 对所有病原体均表现出高效性（p < 0.005）。对酿酒酵母 (p < 0.005) 进行的额外测试表明，上清液对预测模型无毒，并表明它们对真核细胞也无毒。对检测方法和盐含量的比较为开发有效的环境疾病检测和治疗方法，特别是益生菌的发现提供了见解。 McH1-7、OfavHM2-11 和 McHM3-18 展现出巨大潜力，可预防每年 130 万至 400 万例霍乱病例。目前正在进行化学分析，以鉴定抗菌化合物并发现可用于人类健康的新型抗生素。

MCRO055 - Pentavax：具有登革热免疫反应性的五肽

登革热病毒每年感染超过4亿人，并可能导致器官衰竭和死亡。直到2024年，目前只有一种登革热疫苗可供选择；然而，研究表明，由于这种疫苗无法有效增强对登革热病毒所有四种血清型的免疫力，反而导致患者症状恶化。这会导致抗体依赖性增强 (ADE)，即接种疫苗的患者产生的缺陷抗体无法抵抗登革热病毒，导致病情加重。这凸显了对新型登革热疫苗的迫切需求。目前的研究指出，病毒上一个被称为NS1蛋白的区域可能有助于开发登革热治疗药物或疫苗。这个高度免疫原性的区域可能产生足够强烈的免疫反应，从而降低ADE的风险。今年，三种基于不同保守NS1肽的Pentraxin蛋白被开发出来，作为新型登革热疫苗的潜在候选药物。这些名为“Pentavaxes”的蛋白质是通过质粒制备和CHO哺乳动物细胞转染产生的，并采用PE色谱法纯化。紫外扫描确定蛋白质存在，蛋白凝胶电泳确定Pentavaxes的分子量为27 kDa。将进行Western印迹实验，以确定Pentavaxes是否能够与登革热病毒抗体结合，从而表明其具有免疫反应性。此外，正在制备在同一Pentraxin上由多个NS1肽组合而成的“异五聚体”，这可能是实现多价性的方法。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-MCR微生物学获奖作品汇总-2

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ISEFMCR微生物学2025获奖作品方便学习

MCRO024 - 静默信号：抑制大肠杆菌群体感应

群体感应 (QS) 是一种细菌通讯途径，介导基于群体的活动，例如毒力、运动、接合和生物膜形成。具体而言，QS 诱导的生物膜会导致对抗菌药物、宿主免疫反应和其他外部应激的更高耐药性。大肠杆菌是一种机会性病原体，它通过 luxS/lsrR 介导的系统进行群体感应，并以自诱导物-2 (AI-2) 作为主要信号分子。LuxS 合酶也存在于世界卫生组织 (WHO) 的重点病原体中，包括金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌和肺炎链球菌，而 AI-2 在不同特性的物种之间充当“通用自诱导物”，这使得大肠杆菌成为群体感应研究的理想候选对象。本研究探讨了硼酸类似物对大肠杆菌 QS 系统的影响。研究发现，吲哚-4-硼酸和6-溴-3-吡啶基硼酸可显著减少QS诱导的生物膜生成，从而提高抗生素疗效。这项研究清楚地证明了基于QS的治疗在医学领域的潜力。作为传统抗生素廉价、易得、无毒且低风险的补充，这些治疗方法可以逆转耐药机制，并显著提高现有疗法的疗效。

MCRO025 - 使用设计激活剂诱导 MRSA 自溶

抗生素耐药性是全球面临的重大健康威胁，世界卫生组织预测，到2050年，每年将导致1000万人死亡。像AtlA这样的自溶酶，对细菌细胞壁重塑至关重要，提供了一个新的治疗靶点。虽然这些酶通常被研究为毒力因子，但激活它们可以诱导细菌自我毁灭，从而绕过耐药机制。本研究采用计算方法设计和优化小分子激活剂，以增强耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)中的AtlA活性。结构表征采用蛋白质数据库(Protein Data Bank)结构和SwissModel同源性建模进行，结合位点识别采用ProFunc和InterProScan，揭示了Atla上的四个关键靶点：ALA 302、ASN 316、SER 373和调控口袋中心。使用 LEA3D 进行从头药物设计，基于药物相似性标准（利宾斯基五规则、辉瑞 MPO 算法）生成了针对这些靶点的候选激活剂。在 1 纳秒生产运行之前，使用 GROMACS 中的分子动力学 (MD) 模拟评估了结合稳定性，并在 NVT/NPT 系综下进行了能量最小化和平衡。均方根偏差 (RMSD) 和波动 (RMSF) 跟踪了蛋白质-配体在水溶液中随时间变化的稳定性。MM/PBSA 计算确定了所设计激活剂的平均结合能为 -80 kcal/mol，SwissADMET 分析通过评估激活剂的吸收、代谢和毒性等药物参数，识别出有前景的类药候选物。本研究提出了自溶素激活作为对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 的突破性策略，利用细菌自毁来绕过传统的耐药机制，并引入了一类新型抗生素替代品。

MCRO029 - 一种治疗弧菌病的新型生物疗法

弧菌感染日益成为全球关注的焦点。这些致病菌不仅影响人类，也是水产养殖业死亡的主要原因，常常与牡蛎孵化场的重大事故有关。此外，传统的抗生素治疗也导致了环境中抗生素耐药性细菌的增多。因此，迫切需要找到对抗弧菌病的新方法。在本项目中，我测试了蛭弧菌及其类似生物（BALOs），即沿海水域中天然存在的捕食性细菌，是否能够捕食抗生素耐药性弧菌并降低牡蛎幼虫的死亡率。首先，我利用16S rDNA测序技术鉴定了24株先前从海水中分离出的耐环丙沙星弧菌菌株。这些菌株在分类学上被分为 7 个弧菌种，包括 V. campbellii、V. nigripulchritudo、V. hyugaensis、V. antiquaries、V. tubiashii、V. coralliilyticus 和 V. mediterranei。然后，选择了 7 个菌株，通过为期 2 天的孵化实验来验证它们与之前也从海水中分离出来的 BALO 菌株 VP4 的捕食关系。随后，对这些分离株在牡蛎幼虫（Crassostrea virginica）中的致病性进行筛选，并选择 4 个致病性最强的菌株来攻击牡蛎幼虫，使用或不使用 BALO 处理。结果表明，VP4 有效杀死了所有 7 个用于捕食测试的弧菌分离株。致病性测试表明，在 7 个弧菌处理组中的 5 个幼虫死亡率明显高于对照组。然而，使用BALO技术可将受致病性弧菌感染的幼体死亡率降低高达73%。该项目为水产养殖业弧菌病和抗生素耐药性问题提供了新的解决方案，减少了经济损失，保护了沿海资源。

MCRO032 - FTL_1123 蛋白 C 端的分泌信号

土拉弗朗西斯菌是一种革兰氏阴性菌，是土拉菌病（一种严重的人畜共患疾病）的病原体。美国疾病控制与预防中心 (CDC) 将土拉弗朗西斯菌列为一级生物威胁因子，因为它在极小的暴露量下也具有高度致死性。鉴于其在生物战中的潜在用途，了解其毒力机制至关重要。先前的研究表明，土拉弗朗西斯菌以TolC依赖性的方式干扰宿主免疫系统。本研究重点关注FTL_1123蛋白，该蛋白经BLAST分析鉴定与脑膜炎奈瑟菌中一种TolC依赖性蛋白同源。1型分泌系统 (T1SS) 是一种细菌机制，用于将感染所需的蛋白质从细胞内转运到细胞外。我之前的研究表明，FTL_1123蛋白可以通过大肠杆菌中发现的典型T1SS进行分泌，从而证实了其TolC依赖性。今年的研究旨在确定 FTL_1123 蛋白是否具有 1 型分泌蛋白的其他典型特征，特别是 C 端分泌信号。结果表明，虽然所有蛋白构建体在全细胞裂解液中的含量相同，但在无细胞培养基中，FTL_1123 (∆270-300) 和 FTL_1123 (∆280-300) 构建体的浓度存在显著差异，这表明 FTL_1123 蛋白最后 20-30 个氨基酸内可能存在 C 端分泌信号。此项研究增强了我们表征土拉弗朗西斯菌 T1SS 的能力，并加深了我们对该细菌感染宿主的毒力机制的理解，为开发阻止这一重要毒力因子分泌的疗法开辟了新途径。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-MCR微生物学获奖作品汇总-1

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-MCR微生物学2025获奖作品方便学习

MCRO008 - 通过 LAMP 快速检测水中的 MRSA

夏威夷的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 感染率高于全国平均水平。环境水是 MRSA 传播的主要媒介。目前的 MRSA 检测方法依赖于基于培养的技术和其他生化测试，通常需要 2-3 天，从而延误了关键干预措施并增加了传播风险。环介导等温扩增 (LAMP) 提供了一种快速、经济高效的替代方法，可在等温条件下 30-60 分钟内进行高特异性 DNA 扩增。先前的研究已使用 LAMP 在临床样本中检测 MRSA，但其在废水和其他水源中的应用仍存在空白。本研究设计并验证了一种针对 mecA 基因（该基因赋予对 β-内酰胺类抗生素的耐药性）的 LAMP 检测方法，并在废水和水样中进行了测试。进行了验证，并将 MRSA 分离株作为阳性对照和无模板阴性对照。从阿拉威运河的三个站点和三个污水处理厂提取的DNA与LAMP预混液混合，并在65ºC下孵育60分钟。阳性和阴性结果通过酚红的颜色变化来判断。LAMP检测显示出100%的灵敏度和特异性。所有阿拉威运河样本和50%的进水污水样本均检测出mecA阳性，凸显了公共卫生干预的必要性。本研究成功开发并验证了一种快速、经济高效的LAMP检测方法，可在一小时内从提取的DNA中检测出水中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。该方法的便捷性和高效性可以加强公共卫生监测，改善资源有限地区对MRSA的监测，从而有助于感染预防工作。

MCRO011T - 荚膜解聚酶

肺炎克雷伯菌 (KP) 近年来在全球肆虐，不仅威胁公众健康，也给医疗体系带来了沉重的负担。尽管抗生素最初被用于医疗，但由于 KP 的耐药性，其疗效不断下降。尤其是荚膜型 K47 KP，一种耐碳青霉烯类 KP (CRKP)，已成为院内感染的主要类型。因此，寻找针对该菌的替代疗法迫在眉睫。其中，噬菌体及其衍生酶被认为是开发抗生素替代品的潜力所在。\n在本研究中，我们旨在从自然环境中分离噬菌体。结果，我们从污水中纯化了噬菌体 K47_1 和噬菌体 K47_3，它们都可能携带荚膜多糖解聚酶 (CPD)。当感染复数 (MOI) 为 10,000 时，它们对荚膜型 K47 KP 的杀菌效果均在 99% 左右。通过全基因组测序，我们从噬菌体 K47_1 中发现了一个假定的 CPD 003。随后，表达并纯化了重组蛋白（CPD003）。对来自 K47 菌株的 CPS 进行消化，表明它是一种 K47 荚膜解聚酶。\n总之，我们分离了两种针对 K47 KP 菌株的裂解性噬菌体。这些噬菌体和其中一种的解聚酶可用于治疗 CRKP。该解聚酶可进一步用于开发针对 K47 KP 菌株的荚膜结合疫苗。

MCRO013T - 智能自动化细菌检测系统

水污染是一项全球性挑战，尤其是在依赖未经许可的自流井进行农业和畜牧业且缺乏监管的地区。本研究探讨了牲畜对细菌污染的影响，重点关注大肠菌群和大肠杆菌。我们使用传统的微生物学方法（包括倾倒平板计数、显色检测和多重PCR）分析了有牲畜和无牲畜的水井水样。结果显示，靠近畜牧场的水井细菌污染程度显著升高，表明农业活动与水传播危害之间存在直接关联。\n为了满足快速、便捷的细菌检测需求，本项目开发并验证了一种用于水样中显色细菌检测的智能自动化系统。该系统集成了Arduino Uno控制的泵、基于Raspberry Pi的AI图像分类系统以及用于实时分析的移动应用程序。显色测试图像使用两种分类方法进行分析：(1) 移动应用程序中基于AI的图像分类模型；(2) 使用Raspberry Pi上的Python进行预设颜色代码分析。统计比较证实，基于人工智能的系统实现了更高的检测准确率，减少了人为误差，并提高了可重复性。\n该系统经济高效、可扩展且用户友好，能够实时分析并发出远程污染警报，弥合了无管制用水与现代水安全标准之间的差距。它为全球水质监测，尤其是在资源匮乏的地区，提供了一个可持续的实用工具。

MCRO019 - AAV 衣壳组装的 AAP 域改组

每五个成年人中就有一人携带基因突变相关疾病（Cross 2017）。目前的新辅助疗法和纳米颗粒疗法由于肿瘤快速耐药、药物输送时间短、免疫系统排斥、毒性以及缺乏精准的受体靶向性等原因，在治疗中效果不佳。腺相关病毒 (AAV) 已被确定为基因治疗的有希望的候选病毒，但由于其衣壳蛋白、组装激活蛋白 (AAP) 和 VP 蛋白的共同进化，其衣壳组装过程面临挑战。本研究开发了一种 AAP 结构域改组技术，以生成一个人工进化和优化的 AAP 变体文库，从而增强 AAV 衣壳组装。该过程包括生成新的随机结构域改组的 AAP 插入片段，将其连接到质粒骨架上，克隆质粒，并将其转染到 AAV-293 细胞中，以产生多样化的 AAV 衣壳。最初，使用 ApE 识别结构域 DNA 悬垂序列以实现完全改组。连接实验证实，30个质粒中有28个存在结构域改组的AAP插入片段。通过DNA测序进一步评估了随机改组方法，并对生成的插入片段进行了表征。每个含有改组插入片段的克隆都包含疏水区结构域(HR)，其中产量最高的AAP具有HR-CC结构域，其余的则具有HR-PR结构域。这凸显了HR在衣壳组装优化中的关键作用。改组后，93%的质粒产生了AAV，其滴度高达3*10^9 vg/mL。所制备的AAV颗粒展现出临床潜力，可通过增强衣壳组装能力，以更少的资源，更高效地在工业规模上开发可及的AAV基因治疗方法。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-MATH数学获奖作品汇总-2

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-MATH数学2025获奖作品方便学习

MATH028 - 囚徒困境中的记忆与自私

使用传统方法（例如研究人类样本）来理解自私行为和利他行为哪个对个体更有利仍然具有挑战性。囚徒困境，一个探索合作与竞争的博弈论概念，为解答这一问题提供了一种思路。尽管当前的研究将囚徒困境扩展到各种社会概念，但关于其最有效的机制以及利他主义和自私主义在其中的益处，仍然存在争议。本研究利用 Python 代码包，利用囚徒困境来探索这些问题。在步骤 1 中，在简单交互中比较了三种涉及先前交互记忆的策略——反应-1、反应-2 和反应-3，结果表明，较短记忆的反应-1 的表现优于较长记忆的反应-3。这些结果表明，复杂性并不能保证在困境和现实生活中都能成功。为了确定复杂记忆对决策的影响，步骤 2 使用包括反应在内的多种策略探索了复杂的交互，与步骤 1 相比，具有较长记忆长度的复杂策略表现最佳。最后，在第三步中，我们将思想实验应用于已开发的策略与不同程度的利他主义相结合，以探索利他主义与自私主义之间的区别。结果表明，与纯粹的利他主义或自私主义策略相比，将两种特质完美融合的策略表现最佳。人类行为极其复杂，但这些发现表明，博弈论过程可以用来发现趋势，从而揭示更多有关人类互动复杂性的信息。

MATH034 - 建模 X 射线和自然图像

为了改进人工视觉系统，必须更好地理解人类视觉。人类视觉的许多方面都与其自然输入的特征相适应。这些特征包括全局统计（功率谱）和局部统计（多点相关性）。图像统计的独特模式的起源尚不完全清楚。医学射线照片或X射线图像以及自然图像具有对机器和人类视觉至关重要的属性，其分析具有重要的应用价值。为了探究这些图像类别统计属性的起源，我们构建了一系列生成模型，并考虑了相关的特性：维数、遮挡和物体尺寸分布。然后，我们计算了每个模型的全局和局部图像统计数据。功率谱描绘了图像模型之间的差异，并且与真实的自然图像和X射线图像一致。对于局部图像统计数据，这些模型考虑了成对统计以及在真实X射线图像中发现的一些三点和四点统计的显著性。遮挡、透明度和尺寸分布对多点相关性的平均值有较大影响，而对其标准差的影响较小。总体而言，生成模型可以解释自然图像和 X 射线图像的一些关键特征。3D X 射线模型是首次创建用于模拟医学图像特性的模型。该模型在通过合成图像进行训练来去除 X 射线图像噪声方面具有重要的应用价值：真实噪声 X 射线图像和噪声模型图像的全局统计数据具有良好的相似性。

MATH036T - 通过门控网络更准确地求解偏微分方程

我们提出了一个门控神经框架来求解形式为 L(u(x)) = f(x) 的偏微分方程 (PDE)，其中 x ∈ Ω ⊂ Rⁿ 且 u : Ω → R。解 u(x) 表示为原子可分离展开的残差加权和：u(x) ≈ Σᵢ wᵢ(x) × Πⱼ φᵢⱼ(xⱼ)，其中每个 φᵢⱼ 捕获沿维度 j 的单变量结构。原子成分来自六个新颖的解析导出的展开族，每个族对应于 PDE 的一种不同结构模式，包括一阶、二阶、非线性耦合、分数、特征函数和基于 PGD 的分解。对于每个原子候选 φᵢ，我们计算逐点残差 Rᵢ(x) = |Lφᵢ − f(x)|²。这些残差被传递到一个门控网络，该网络使用 wᵢ(x) ∝ exp(−Rᵢ(x)) / Σⱼ exp(−Rⱼ(x)) 分配空间自适应权重，使模型能够优先考虑与局部算子行为最匹配的扩展。PDE 系统（包括 L、f 和边界数据 g）被嵌入为结构化特征向量并与空间坐标融合。该表示通过六个专家子网络进行处理，每个子网络生成与特定扩展类对齐的候选解。聚合输出 û(x) 保持算子一致性，允许基于 SVD 的低秩压缩，并且仍然可解释。与 PINN 等整体求解器不同，我们的模型在 Fréchet 空间 C^∞(Ω) 中运行，确保 supₓ |∂ᵏuₙ/∂xᵏ − ∂ᵏu/∂xᵏ|通过混合软惩罚/硬求解损失，→ 0 ∀ k ∈ N，同时保留逐项可微性。这可以减少梯度陡峭区域的近似误差，加快残差衰减∥L(û) − f∥ → 0，并在∇u、u²或混合导数∂²u/∂x∂y主导解行为的系统中，持续恢复算子对齐的解。

MATH040T - 使用 Shapley 值改进胜率分析

临床试验通常利用复合终点，将多个相关结局指标合并为单一指标，从而全面评估治疗效果。虽然传统方法（例如首次事件发生时间分析）被广泛应用，但它们也面临诸多局限性，例如各组成部分权重相等、非致命事件的影响不成比例以及对复发结局指标的忽视。赢率作为一种替代方案应运而生，它根据临床重要性对结局指标进行优先排序，并提供了更大的灵活性。然而，它对各个组成部分对整体治疗效果贡献的洞察有限。为了弥补这一缺陷，我们开发了SEWRA（Shapley增强赢率分析）算法，该算法将合作博弈论中的概念Shapley值融入赢率分析。SEWRA将总体治疗效果公平地分配给复合终点的各个组成部分，反映它们在整体赢率背景下的相对贡献。这种方法增强了赢率的可解释性，并有助于更深入地理解治疗对各个结局指标的影响。通过模拟和案例研究，我们展示了SEWRA如何提供一个细致入微的框架来分析复合终点，从而补充现有方法并解决其局限性。我们的工作旨在改进临床试验数据分析工具，促进更明智的决策并改善患者预后。

MATH042 - 理论驱动的模型压缩方法

在本研究中，我提出了一种新颖的模型压缩方法，以减小神经网络模型的大小。近年来，随着ChatGPT等LLM的兴起，深度学习模型的复杂性显著增长，其卓越的性能备受关注，但也引发了人们对其所需大量计算资源的担忧。这给微调或重新训练模型带来了巨大的挑战。我通过将秩选择集成到低秩训练过程中，并在理论损失误差界限的指导下进行独立的逐层秩选择来实现模型压缩。具体而言，我进行了全面的理论分析，以量化低秩近似对训练损失的影响。基于这些见解，我开发了一种高效的逐层秩搜索算法，并将其融入低秩奇异值分解 (SVD) 训练中。在基准数据集上的评估结果表明，该方法在提供显著压缩性能的同时，能够实现较高的预测精度。我的研究将对未来医疗诊断领域的人工智能应用产生广泛影响，因为在紧急情况下，医疗诊断领域需要更快地检测疾病。此外，它还能让自动驾驶汽车更快地进行物体检测和决策，而快速反应时间至关重要。最后，人工智能应用将变得更加环保，预测所需的功耗更低，数据中心的碳排放也更低。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

2025 Regeneron ISEF大奖-MATH数学获奖作品汇总-1

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-MATH数学2025获奖作品方便学习

MATH017 - 编码逻辑中的最佳训练策略

联邦学习 (FL) 已成为一种创新且关键的机器学习 (ML) 框架，用于解决训练 ML 模型时的数据隐私和安全问题。与集中敏感数据的传统方法不同，FL 允许用户发送训练更新，从而在跨设备迭代训练模型，而无需利用用户数据。尽管 FL 系统潜力巨大，但它仍面临诸多挑战，例如在资源有限的设备上训练复杂的 ML 模型，因为这些设备缺乏足够的计算能力。为了解决这个问题，开发了两种新颖的编码方案 RFF-Random-1 和 RFF-Random-2，通过使用随机傅里叶特征 (RFF)、独热编码和随机矩阵编码等编码技术来增强 FL 系统，从而实现安全高效的数据处理。这些方案在显著缩短的时间范围内，在 MNIST 数据集上实现了 91.76% 的训练准确率，展现了这些技术在增强 FL 系统方面的巨大潜力和影响力。然而，FL 系统仍然面临着诸多挑战，例如节点滞后（即节点无法按时返回训练速率和结果）以及对及时收敛的需求。为了克服这些问题，本研究探究了学习率对基于梯度下降的训练的影响，并探索了李雅普诺夫稳定性定理在优化收敛性中的应用。在李雅普诺夫稳定性条件下，可以找到良好的学习率（该学习率可以是恒定的，也可以是自适应的）。通过解决准确性和收敛性问题，本研究为增强FL系统提供了理论和实践上的改进，为FL的更广泛应用铺平了道路。

MATH019 - 不可约集的分布和结构

质因数分解的难度对于维护世界安全至关重要。然而，量子计算的兴起对这种安全性构成了重大威胁，因此，发现和研究那些因式分解难度更大的结构至关重要，因为这些结构可能有助于构建量子安全的密码方案。具有闵可夫斯基和运算的集合提供了这样的结构，从而可以自然地定义“质数”或不可约集，并进行集合的因式分解。Kim 和 Roush (2005) 证明，基于集合因式分解的密码系统甚至可能抵御最强大的量子计算机。另一方面，我们缺乏足够的数学知识来构建这样的密码系统。加法组合学是最活跃的数学领域之一，在过去 60 年中发表了 3000 多篇论文，旨在更好地理解集合因式分解，尤其是不可约集。这种理解对于实际应用至关重要。在这项工作中，我通过发展集合的强化“素数定理”取得了基础性进展，解决了Alfred Geroldinger博士和Salvo Tringali博士四年前提出的一个猜想。具体而言，我证明了稀疏集极有可能不可约，而对于极稠密集则相反，并且具有精确的渐近性。我进一步开发了一个素性测试，可以识别出6-18%的素数集——这在任何数学领域（包括整数领域）都是前所未有的成果。最后，我还建立了一些统计学家、数学家和密码学家感兴趣的其他结果，例如证明不可约集在归一化后近似服从二项分布。

MATH022 - 广义二项式的通用数字矩阵

在过去的20年里，许多研究人员探索了由组合结构产生的整数序列的可整性。特别是，二项式系数已成为多篇论文的主题。Rowland发现了一个矩阵乘积公式，用于通过二项式能被素数p整除（p进赋值）来计数二项式。我将其推广到更广泛的序列类别，推导出类似的C-nomial矩阵乘积公式——受Knuth和Wilf的启发，基于整数序列C对二项式系数进行了扩展。这一推广令人惊讶地表明，Rowland的二项式矩阵在所有C-nomial系数中都表现出普适性，扩展了它们在组合学中已知的重要性。为了获得这一推广，我使用Mathematica计算了C-nomial生成函数序列，并确定了形式为s(p^e * n + r)的子序列之间的线性关系，其中e>=0，0 <= r < p^e。通过结构观察和基变换技术对这些初始关系进行细化，我得到了一些推测公式。接下来，通过引入“理想”素数和“略微理想”素数的分类，我推导出了C-nomials的显式p-adic估值公式。这使得我能够使用与C-nomials估值和二项式估值相关的计数论证来证明这些猜想。为了减少重复性案例，我设计了一种算法，可以系统地构造矩阵积中的关键向量因子。所研究的序列是k-正则的，这是1992年提出的概念，表明它与自动机理论（包括算法分析）存在联系。这项研究通过发现与二项式的强关系，加深了对组合结构中可除性的理解，并显著提高了时间复杂度，从而实现了C-nomials属性的高效计算。

MATH023 - Make24

Make24 是一款经典游戏，玩家可以使用 4 个介于 1 到 10 之间的整数（含 1 和 10）来竞争最快得出 24 的结果。在该游戏的广义版本中，给定 k 个（不一定是不同的）整数，每个整数介于 1 到 10 之间（含 1 和 10），玩家尝试得出目标数字 n（不一定是 24）。\n\n对于固定 n，给定 k 个整数，如果能够使用加、减、乘、除和括号形成一个表达式，该表达式的结果为 n，且每个运算的结果都是整数，则存在有效解。对于 n = 24 的情况，众所周知，当 k 较小时，例如 k = 4，无法保证存在有效解。在本研究中，我将固定 n 下的 eta(n) 定义为保证存在有效解的最小 k，并旨在计算 eta 的值。\n\n首先，我们开发了一种用于搜索较小 eta 值的新算法，并开发了用于构建 eta 界限的基本恒等式。这些结果构成了构建简化步骤的基石，用于支持强归纳推理，并最终得到 eta(n) 的广义边界。\n\n根据经验，eta 在素数处达到峰值，类似于相关的马勒-波普肯整数复杂度等函数，从而引发了与素数相关的有趣观察，并有望为数论做出贡献。此外，所涉及算法的递归性质也为算法分析带来了潜在的应用前景。这款游戏还可以训练儿童的算术技能，让他们领略数学之美。最重要的是，这款游戏还能让门外汉接触到由简单规则衍生的复杂数学，无论是数学爱好者还是业余爱好者，都为它着迷，因为它是一款有趣的脑筋急转弯游戏！

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：

别慌！10 月启程，2026 年 5 月冲刺ISEF全球总决赛完全来得及

“现在准备 ISEF 是不是太晚了？” 每年 10 月，总有无数高中生被这个问题困住。但看看 2025 年 ISEF 的成绩单就知道答案 —— 上海高中生陈欣妍从 11 月启动实验，最终凭借 “便携式甲醛监测与催化装置” 摘得环境工程类专项奖；斯洛伐克选手 Adam 更是用不到 8 个月的时间，完成了抗病毒药物合成的突破性研究。

作为 MIT 官网明确标注 “最重视的竞赛”，ISEF（Regeneron International Science and Engineering Fair）的核心竞争力从不是研究时长，而是 2025 年 3 月更新的评分标准中强调的 “创造力、科学逻辑与展示完整性”。2025-26 赛季虽新增 TECA（Technology Enhances the Arts）学科类别（从 21 类扩至 22 类），但从校赛到全球赛的分级选拔机制，本就为 “后发选手” 预留了打磨空间。只要吃透这份 10 月启动的规划指南，明年 5 月就能站在俄亥俄州哥伦布市的总决赛现场。

2025-26 赛季最新规则速览，这些变化必须掌握

参赛资格与通道更新

核心要求：9-12 年级学生，2026 年 5 月 1 日前未满 20 岁，仅限 1 个项目（个人或 2-3 人团队），研究需在连续 12 个月内完成，且不含 18 个月前的成果。

中国赛区通道：国内学生需通过四大路径晋级 —— 英才计划、青少年科技创新大赛、明天小小科学家获奖选手，或中学推荐的科协冬令营遴选，最终组成 30 人国家队；外籍学生可参与四川科学工程大赛，争夺 5 个晋级名额。

附属赛新动态：美国南卡罗来纳州 1 区科学展新增为 2025-26 赛季附属赛，其优胜者可直接晋级全球赛，国内需关注各赛区 3 月前的报名截止时间。

评分标准核心调整

2025 年起，评委将 “创造力与展示” 权重提升至 30%，重点考察三方面：项目是否提供新视角（如 2025 年新加坡选手的 “24 点游戏数学突破”）、答辩中对科学原理的理解深度、虚拟展台与实体展板的信息传递效率。此外，延续性项目需在表格 7 中明确标注 “本年度新增进展”，避免被判定为重复研究。

月度行动清单：从 10 月到次年 5 月的精准规划

2025 年 10 月：方案设计期 —— 定方向 + 过伦理，踩稳第一步

这是决定项目高度的关键期，2025 年 George D. Yancopoulos 创新奖得主 Adam 就曾强调 “最初的选题方向直接影响后续突破空间”。

选题技巧：聚焦三大热门领域（参考 2025 年获奖数据）—— 生物医药（低成本药物、癌症靶向）、环境能源（微塑料处理、快充电池）、AI 与计算（物理驱动神经网络），同时预留备用方向（如主方向涉动物实验，备用可转向细胞模型）。

方案细节：用 Excel 列清目标、假设、变量（自变量 / 因变量）、对照组，数据采集方式需具体（如 “用紫外分光光度计测吸光度，每 2 小时记录 1 次”）。

伦理审批：涉及人体需 IRB 审核、动物需 IACUC 审核，2025-26 赛季需额外提交表格 1C（若在科研机构完成），建议 10 月底前寄送至 ISEF 伦理委员会。

预实验关键：用少量样本测试仪器（如 PCR 仪灵敏度）和试剂有效性，像 2025 年中国台湾团队开发 VOC 传感器时，先通过 3 次预实验排除材料干扰。

2025 年 11-12 月：实验主攻期 —— 攒数据 + 写初稿，拒绝无效忙碌

这两个月的核心是 “数据质量”，2025 年 Mary Kay 专项奖得主 Pragathi 的癌症研究因 “重复实验 3 次以上，样本量达 200+” 获评委认可。

实验记录规范：用实体 logbook 记录时间、条件（如 “25℃恒温培养箱”）、原始数据（保留小数点后两位）、异常情况（如 “第 3 组数据偏离，因试剂过期”），避免事后补记。

数据处理工具：基础用 Excel 做均值 / 方差分析，进阶用 R 语言做显著性检验（P<0.05 为有效），Python 的 Matplotlib 库可生成专业图表（如 2025 年美国选手用其展示污染物扩散模型）。

论文初稿节奏：11 月底完成 Method（实验步骤），12 月中旬写 Results（附图表），Introduction 和 Discussion 可先列提纲，英文摘要控制在 250 字内（含目的、方法、结果、结论四要素）。

2026 年 1 月：报告成型期 —— 精修 + 报名，对接附属赛要求

论文打磨：与导师重点推敲 Discussion 部分，需回应 “结果是否支持假设”“与前人研究差异”，参考 2025 年获奖论文结构（官网可查 abstracts）。

报名关键：登录所在赛区附属赛官网（如中国科协青少年科技中心），提交论文、伦理表格、logbook 扫描件，部分赛区需额外提交导师推荐信。

价值延伸：若数据完整，可尝试投稿《青少年科技博览》等期刊，或申请实用新型专利（如 2025 年巴西选手将灵芝多糖塑料申请专利）。

2026 年 2-4 月：附属赛冲刺期 —— 答辩 + 优化，瞄准晋级名额

展示准备：展板按 48 英寸 ×48 英寸标准设计（2025 年新规），中心面板放核心图表（如 “不同浓度药物的病毒抑制率曲线”），标题控制在 15 字内。虚拟展台需上传 3 分钟演示视频（含实验过程与成果）。

答辩训练：用 “3 分钟陈述 + 5 分钟问答” 模式模拟，准备两类问题 —— 基础题（“为何选这个变量？”）和拓展题（“如何改进实验设计？”），参考 2025 年评委高频问题（官网可下载 Q&A 清单）。

晋级跟进：若获赛区前三，需在 4 月前提交 Finalist Questionnaire，注明项目是否为延续性研究及新增突破点。

2026 年 5 月：总决赛攻坚期 —— 布展 + 交流，展现科研潜力

现场准备：实体展板用哑光材质避免反光，虚拟展台补充数据集（如 GitHub 公开代码）；答辩时用 “故事线” 串联（如 “发现甲醛污染问题→设计催化装置→实地测试效果”）。

拓展价值：主动与国际选手交流（如 2025 年美国团队通过互动获得后续合作机会），收集评委建议用于论文修改，为后续发表铺路。

2025 获奖项目揭秘：5 个加分密码帮你脱颖而出

多角度验证：让数据更 “扎实”

Adam 的抗病毒药物研究之所以脱颖而出，在于他同时用 “计算机模拟分子结构”“体外细胞实验”“小鼠模型测试” 三种方式验证效果。普通项目可采用 “换样本 + 调条件” 策略，如研究植物抗逆性时，既用实验室培育样本，也用野外采集样本；既测 20℃环境数据，也测极端温度数据。

模型支撑：从 “做实验” 到 “懂原理”

2025 年美国选手 Yash 用物理驱动神经网络模拟污染物扩散，预测速度比传统方法快 2520 倍，这种 “模型 + 实验” 的组合被评委称为 “双保险”。中学生可从简单模型入手，如用线性回归解释数据趋势，或用 Python 搭建基础预测模型。

应用落地：给研究加 “未来感”

上海选手陈欣妍的甲醛装置不仅有实验数据，还做出便携原型机，在社区进行实地测试，这种 “实验室→现实” 的延伸让项目价值倍增。可尝试制作简易原型（如 3D 打印零件），或联系企业做初步试用，甚至申请专利（费用可走学校科创基金）。

多元传播：让成果被看见

2025 年新加坡选手应礼谦为数学项目搭建专属网站，公开解题步骤和代码，还制作宣传册在本地科技节发放，这种 “多渠道展示” 获专项加分。基础操作包括：用 Canva 做宣传海报、在 B 站上传实验视频、将数据上传至 Kaggle 公开。

持续研究：展现长期潜力

巴西选手 Carolina 连续两年参赛，第二年在原有研究基础上新增 “联合用药测试”，这种延续性被评委视为 “科研潜质的核心证明”。可在项目中注明后续计划（如 “下一步研究药物递送系统”），甚至提前与大学实验室沟通合作可能。

避坑指南：这些错误千万别犯

资格雷区：团队超 3 人、研究周期超 12 个月、用 18 个月前的数据，都会直接取消资格（2025 年有 3 个项目因此出局）。

研究硬伤：样本量不足（建议每组≥30 个）、无统计分析、图表无标注（如漏写单位），这类问题占扣分原因的 42%。

时间陷阱：12 月才开始伦理审批（通常需 1-2 个月）、3 月才补实验数据（容易仓促出错），建议用甘特图管理进度，预留 1 个月缓冲期。

资源误区：不必追求高端仪器，2025 年多个获奖项目用的是学校基础实验室设备，关键是 “用现有资源解决真问题”。

写在最后：ISEF 从来不是 “终点”

27 位诺奖得主的成长轨迹告诉我们，ISEF 的价值不在于获奖，而在于这段 “从发现问题到解决问题” 的完整科研训练。2025 年有选手虽未获大奖，但凭借项目研究经历获得 MIT 面试机会；也有团队通过交流找到创业伙伴。

10 月的现在，正是启程的最佳时机。按照这份指南步步推进，即使明年 5 月未能站上领奖台，你积累的实验能力、论文写作技巧、英文答辩经验，早已成为申请名校或未来科研的 “隐形资产”。毕竟，真正的科研之路，从来都是 “开始” 即 “收获”。

ISEF历年获奖作品集&解析&资料免费下载⬇️

相关文章：