高中生科研材料科学及化学课题推荐

“隐身”一直是科幻大片最常出现的元素之一，像哈利波特的隐身斗篷、《指环王》里的至尊魔戒，还有漫威电影里神盾局可隐身的空天母舰……隐身只能出现在科幻电影里吗？

虽然我们知道一些“隐身”技术已经被应用与军事，但是距离真正的隐形还是有很大的差距。但就在今年，英国一家公司竟然真的制造出了“隐身术”！

“有史以来最好的隐形盾牌”

英国伦敦的初创公司“隐形盾牌公司”（Invisiblity Shield Co）成功开发出了一款隐身盾牌，利用特殊的透镜阵列来改变折射光线的传播方向，达到“隐身”的目的。

这块盾牌，看起来就像个大块的玻璃，可以看到后面的背景，但是人或物体在盾牌后面就很神奇的不见了。

经过研究团队几年的努力、测试了无数材料，终于成功地开发了这款产品，并被誉为“有史以来最好的隐形盾牌”。

截止目前，该公司已经开发了25个功能齐全的盾牌，现在在网站上众筹，将制作900mm*600mm和300mm*200mm两种尺寸版本的盾牌，预计将在今年12月交付。

隐身原理：改变光线传播方向

隐形盾牌的核心原理并不复杂，就是利用特殊的透镜阵列有选择的反射光线。

盾牌设计了垂直排列的透镜阵列，可将后面的背景、物体等折射的光线引导远离观察者，让这些光线从盾牌的表面向两边发散。
一般来说，在盾牌后面背景比物体或人的反射的光线更明亮，范围更广，所以在光线穿过盾牌时，更多的背景光线被折射到观察者的眼中。
而物体、人的反射光线则是被盾牌在水平方向上散开，就像是盾牌后面的物体影像被均匀“涂抹”在盾牌上，与背景光线相比可忽略不计，才产生了隐形的效果。

用科技实现“光魔法”

自2006年Leonhardt和Pendry等人发表了关于“隐身”的论文，“隐身”渐渐成为光学、物理学、电磁学、材料学及交叉学科最热门的研究领域之一。

隐身盾牌就是一种光学材料，光介质材料是传输光线的材料。入射的光线经过折射、反射会改变光线的方向、位相和偏振态；还可经过吸收或散射改变光线的强度和光谱成分。
简单来说，“隐身”其实就是利用光的各种特性，对眼睛施展“欺骗术”，其实早在几百年前甚至几千年前，动植物界就已经把光学运用的驾轻就熟了。

像蝴蝶翅膀的表面颜色就是由于表皮内多层结构使光发生反射或散射作用，从而产生特殊的颜色效应，这种颜色被称为结构色。
由于结构色具有不褪色、环保和虹彩效应等优点，在显示、装饰、防伪等领域具有广阔的应用前景。对自然界中生物的结构色形成机理及其应用进行研究，可以促进仿生结构色加工和微纳米光学技术的发展。

如果你想了解高含金量的科研赛事
或者想根据自己的兴趣匹配一个相应的研究课题
那就快来扫码咨询吧！

从神话到现代科技，人类对光的探索从未停止，光学材料也广泛用用于建筑、军事等领域，如果你对材料科学感兴趣，千万不要错过下面的课题。

课题介绍

• 课题名称:  基于嵌段共聚物的层状结构用于刺激响应的结构颜色
• 相关学科：材料科学、化学
• 课题介绍：某些生物物种本身非常鲜艳的颜色称为结构色，这些物种表面上排列整齐的微米或纳米结构引起的光的干涉、衍射或散射的光学过程被认为是颜色的来源。在本项目设计嵌段共聚物及其聚合路线，将这些嵌段共聚物通过自组装方法用于生产层状结构，对聚合物组成和自组装条件的控制将能够调整显示的结构及其颜色。

导师介绍

• 剑桥大学化学系博士；
• 在读期间发表SCI论文19篇，其中一作9篇，3项国家发明专利在投；
• 科研表现优异，获得中国人民大学优秀研究生、三好学生，中国人民大学学生最高荣誉“吴玉章奖学金”，北京市优秀毕业生，研究生国家奖学金；
• 有数年的助教助研背景，硕士期间曾作为助教教授本科生课程、指导本科生完成国家级项目；博士期间也带领硕士研究生顺利完成其毕业作品。

本周新课题推荐