高中生科研材料科學及化學課題推薦

“隱身”一直是科幻大片最常出現的元素之一，像哈利波特的隱身斗篷、《指環王》里的至尊魔戒，還有漫威電影里神盾局可隱身的空天母艦……隱身只能出現在科幻電影里嗎？

雖然我們知道一些“隱身”技術已經被應用與軍事，但是距離真正的隱形還是有很大的差距。但就在今年，英國一家公司竟然真的制造出了“隱身術”！

“有史以來最好的隱形盾牌”

英國倫敦的初創公司“隱形盾牌公司”（Invisiblity Shield Co）成功開發出了一款隱身盾牌，利用特殊的透鏡陣列來改變折射光線的傳播方向，達到“隱身”的目的。

這塊盾牌，看起來就像個大塊的玻璃，可以看到后面的背景，但是人或物體在盾牌后面就很神奇的不見了。

經過研究團隊幾年的努力、測試了無數材料，終于成功地開發了這款產品，并被譽為“有史以來最好的隱形盾牌”。

截止目前，該公司已經開發了25個功能齊全的盾牌，現在在網站上眾籌，將制作900mm*600mm和300mm*200mm兩種尺寸版本的盾牌，預計將在今年12月交付。

隱身原理：改變光線傳播方向

隱形盾牌的核心原理并不復雜，就是利用特殊的透鏡陣列有選擇的反射光線。

盾牌設計了垂直排列的透鏡陣列，可將后面的背景、物體等折射的光線引導遠離觀察者，讓這些光線從盾牌的表面向兩邊發散。
一般來說，在盾牌后面背景比物體或人的反射的光線更明亮，范圍更廣，所以在光線穿過盾牌時，更多的背景光線被折射到觀察者的眼中。
而物體、人的反射光線則是被盾牌在水平方向上散開，就像是盾牌后面的物體影像被均勻“涂抹”在盾牌上，與背景光線相比可忽略不計，才產生了隱形的效果。

用科技實現“光魔法”

自2006年Leonhardt和Pendry等人發表了關于“隱身”的論文，“隱身”漸漸成為光學、物理學、電磁學、材料學及交叉學科最熱門的研究領域之一。

隱身盾牌就是一種光學材料，光介質材料是傳輸光線的材料。入射的光線經過折射、反射會改變光線的方向、位相和偏振態；還可經過吸收或散射改變光線的強度和光譜成分。
簡單來說，“隱身”其實就是利用光的各種特性，對眼睛施展“欺騙術”，其實早在幾百年前甚至幾千年前，動植物界就已經把光學運用的駕輕就熟了。

像蝴蝶翅膀的表面顏色就是由于表皮內多層結構使光發生反射或散射作用，從而產生特殊的顏色效應，這種顏色被稱為結構色。
由于結構色具有不褪色、環保和虹彩效應等優點，在顯示、裝飾、防偽等領域具有廣闊的應用前景。對自然界中生物的結構色形成機理及其應用進行研究，可以促進仿生結構色加工和微納米光學技術的發展。

如果你想了解高含金量的科研賽事
或者想根據自己的興趣匹配一個相應的研究課題
那就快來掃碼咨詢吧！

從神話到現代科技，人類對光的探索從未停止，光學材料也廣泛用用于建筑、軍事等領域，如果你對材料科學感興趣，千萬不要錯過下面的課題。

課題介紹

• 課題名稱:? 基于嵌段共聚物的層狀結構用于刺激響應的結構顏色
• 相關學科：材料科學、化學
• 課題介紹：某些生物物種本身非常鮮艷的顏色稱為結構色，這些物種表面上排列整齊的微米或納米結構引起的光的干涉、衍射或散射的光學過程被認為是顏色的來源。在本項目設計嵌段共聚物及其聚合路線，將這些嵌段共聚物通過自組裝方法用于生產層狀結構，對聚合物組成和自組裝條件的控制將能夠調整顯示的結構及其顏色。

導師介紹

• 劍橋大學化學系博士；
• 在讀期間發表SCI論文19篇，其中一作9篇，3項國家發明專利在投；
• 科研表現優異，獲得中國人民大學優秀研究生、三好學生，中國人民大學學生最高榮譽“吳玉章獎學金”，北京市優秀畢業生，研究生國家獎學金；
• 有數年的助教助研背景，碩士期間曾作為助教教授本科生課程、指導本科生完成國家級項目；博士期間也帶領碩士研究生順利完成其畢業作品。

本周新課題推薦