最会“省钱”的科学家

樱子

当一个科学家决定要省钱的时候会发生什么？他可能会发明一个神物，教大家如何才能更有效地省钱。印度科学家萨阿德·巴姆拉就是这么干的，他不仅发明了1美元的纸片离心机，还发明了1美元的助听器。

小玩具带来的发明

在“省钱”这个理念上，巴姆拉跟自己的同事马努·普拉卡什可谓是志同道合。普拉卡什是美国斯坦福大学的生物工程科學家，巴姆拉当时是他团队里的博士后研究员。普拉卡什想设计一款新型的离心机，好让贫困地区的人们也能用上这类科学仪器。为了降低生产成本，他计划用人力来驱动离心机。在这之前，有人曾用打蛋器来驱动离心机，也有人用过沙拉搅拌器。但这样驱动的离心机，转速都不太高。普拉卡什大开脑洞，想模拟旋转玩具溜溜球的离心力来设计，结果却不够理想。

一天，巴姆拉玩起了自己童年时玩过的拉线飞轮游戏——将细绳穿过扣子的两个扣眼，把扣子放在两根细绳的中间，抓住绳子两端快速甩动，让两根细绳缠绕在一起后，有节奏地分别向两侧拉扯细绳，扣子就会快速地转动起来。好奇的巴姆拉用高速相机把扣子转动的情况记录下来，想看看这不起眼的小扣子到底能转多快。这一记录把巴姆拉惊呆了：“我都不敢相信自己的眼睛！”原来，扣子的转动速度可以高达每分钟10000～15000转。

巴姆拉由此获得了灵感，很快他就和普拉卡什设计出了纸片离心机。纸片离心机由纸盘、拉绳和手柄组成。纸上覆有一层膜，可以起到防水与加固的作用。

便宜的科学研究起来更不容易

所有的制作材料加起来只有1美元，可巴姆拉他们却需要严谨细致的研究。他们利用计算机模拟来获取各种设计参数，比如纸盘尺寸、绳子弹性以及拉伸力等。当细绳缠绕到一定程度时，它的上方会形成一种螺旋。这样的螺旋结构存储着许多能量，可以加速纸片，达到每分钟125000转。纸片离心机可以利用离心力分开比重不同的液体，比如分离血液中的不同成分，较重的红细胞沉在试管底部，血清在上层，而像导致疟疾的寄生虫则分布在中间。

有了纸片离心机，疟疾、艾滋病毒和结核病等检测起来就更加容易。虽然纸片离心机一次只能分离两个血样，但却可以在1.5分钟内从血液中分离出血浆，比传统离心机快25%。而且，纸片离心机易携带、造价低，不需要电力、复杂的机械设备或者昂贵的替换部件。

让更多人听见这个世界

你以为1美元的纸片离心机就是巴姆拉省钱的终点了？不，巴姆拉没有停下脚步，他又发明了1美元助听器。只有听力存在障碍的人才会使用到助听器，也只有需要使用它的人才知道，这个塞在耳孔里的小设备竟然如此昂贵。如果是根据使用者的具体听力情况来设定特定声音频率，根据耳孔形状来定制的助听器，造价就更加不菲了。巴姆拉也是在为外公购买助听器时才知道的。为了帮助更多的低收入听力障碍者用上助听器，巴姆拉开始尝试设计简易助听器。

助听器是这样工作的：它先把声音信号转变为电信号，电信号进入放大器被放大后，再被转换成声音信号，传递给听觉神经。巴姆拉的简易助听器由微型麦克风、滤波器、放大器和小电路板组成。他首先将微型麦克风装配到小电路板上，用来捕获声音，然后装配上滤波器和放大器。最后，用3D打印机给它做了个外壳，装上音量控制按钮、电源开关以及耳机插孔和电池座。这回，助听器的制作成本也只要98美分。

在各种测试中，简易助听器还是表现不俗的。它可以将高频声音提高15分贝，同时保证低频声音的质量不被破坏，它还能过滤掉狗叫、汽车喇叭声等突发性干扰，另外，它还可以通过改善对话质量，提高使用者的语音识别能力。假如老年听力障碍者的听力情况能够得到改善，那么老年人患痴呆的风险也会跟着有所降低。这可是老年人的福音啊！

不过，简易助听器目前还不够小巧，没法针对使用者的个人需求进行调整，也无法适用于所有的听力障碍者，而且它的使用寿命最多只有一年半。巴姆拉还在继续研究中，争取早日让它造福人们。