雷傑納隆科學獎學者／高汝美 致力環保對抗土壤沙漠化

環境保護是人類面臨的重大挑戰，土壤沙漠化更是危害人類生存的家園。峽峰高中（Canyon Crest Academy）女生高汝美（Sarah Rumei Gao），以「從垃圾到寶藏：用食物垃圾合成的可持續土壤改良水凝膠對抗沙漠化」受肯定，膺選本年度STS學者，同時也被名校史丹福大學（Stanford University）提前錄取。她是今年雷傑納隆科學獎獲獎者之一。

高汝美介紹，「國家地理」報導，沙漠化威脅數十億人福祉，每年有400萬平方公里的肥沃土地退化。由於氣候變化，這一問題日益嚴重。為減輕沙漠化，可以將吸水性水凝膠添加到土壤中，增強保水性。然而，這些水凝膠是由不可持續的合成高吸水聚合物（SAPs）製成。先前，由於含豐富可形成水凝膠的果膠，橙皮已被認為是可持續的替代品。然而，許多受沙漠化影響的地區並不種植橙子，因此她試圖尋找替代的富含果膠的植物來製作水凝膠。

高汝美使用生物資訊工具（BLASTp、AlphaFold）來識別具有與橙子果膠生物合成酶高度相似的植物酶。根據結果，從三種新植物的果皮（蘋果、芒果、石榴）中提取果膠，合成水凝膠，並監測它們與商業SAP和橙皮水凝膠相比保持土壤水分的能力。使用Arduino感測器，她觀察到石榴水凝膠和蘋果水凝膠在7天全天候暴露在熱量中，分別保留75.3％和73.0％水分。石榴水凝膠比商用SAP水凝膠保留的水分，明顯更多。

最後，為幫助監測大面積土壤濕度，高汝美訓練機器學習模型，以根據高光譜資料預測土壤濕度。「我的研究為受到沙漠化威脅的農業和自然土地，提供一種新穎、低成本且可持續的解決方案」。

高汝美表示，被評為STS學者很榮幸、也很興奮，感謝高中生涯支持她的每一個人，尤其是老師。還要感謝聖地牙哥縣科學與工程博覽會（GSDSEF），這是她從八年級就參加的科學博覽會。高汝美希望繼續利用STEM和研究造福世界和社會。

高汝美希望進入史丹福大學學習環境工程、電腦科學和公共政策。