史丹佛的 Paperfuge 把按鈕穿線玩具變成 20 美分離心機

2013 年，史丹佛生物工程師 Manu Prakash 走訪烏干達的偏遠診所，在托羅羅（Tororo）看到一台離心機被當作擋門器使用；設備損壞是常見現象。離心機用於分離血漿與血液，是診斷瘧疾與 HIV 的一個步驟，但需要電力，且要價數千美元。早先的手動嘗試——2008 年哈佛的蛋打器與 2011 年萊斯大學的沙拉脫水器——僅分別達到每分鐘 1,200 轉與 600 轉。

Prakash 的團隊想要更大的躍進，於是轉向玩具。陀螺旋轉時間不夠長，溜溜球則需要太多技巧。2016 年初，博士後研究員 Saad Bhamla 把一顆鈕扣穿在線上——那是他童年在印度玩過的旋轉玩具——高速攝影機顯示它以每分鐘 10,000 至 15,000 轉旋轉。

團隊接著為這個玩具建立模型，發現線的超螺旋會儲存能量並加速圓盤。他們調整線長與圓盤尺寸，最後選定防水合成紙，也就是 Foldscope 所用的材料。成果發表於《Nature Biomedical Engineering》，最高可達每分鐘 125,000 轉。

把一個古老的旋轉玩具當作物理問題來處理：為旋轉玩具建立模型，再將其最佳化成實驗室儀器。

旋轉玩具的運動會朝一個方向旋轉、停止然後反向，文章稱這能產生與實驗室升速與降速離心相同的血漿分離結果。

線的超螺旋會儲存額外能量，使圓盤能達到高得多的速度。

為這個玩具的整個設計空間建立模型，讓團隊得以將其最佳化，而不只是照抄。

合成紙防水、堅固，而且早已因 Foldscope 的工作而現成可用。

當實驗室設備對現場而言過於昂貴或脆弱時，尋找一個已在做相同物理原理的便宜玩具，並將其最佳化。

《WIRED》於 2017 年 1 月報導，Paperfuge 能在 90 秒內分離血漿與血液，相較之下，最高轉速為每分鐘 15,800 轉的 StatSpin MP 離心機則需多達兩分鐘。它重約 2 公克，材料成本不到 25 美分。Prakash 與 Bhamla 隨後在馬達加斯加與當地衛生工作者一起測試。當地一位瘧疾技術員說，她等這樣的工具已等了好幾年，因為要把離心機運到村莊，意味著得動用吉普車與發電機。