在全球水资源日益紧张的今天，如何将海水变为可饮用的淡水，成为科学家们关注的重大课题。
本研究方向将带领学生探索一种新兴解决方案——利用光热材料将太阳能转化为热能，从而高效蒸发海水，获得淡水。
这是一个融合了材料科学、环境科学与工程实践的前沿项目，不仅贴近真实世界的需求，也富有创新挑战。
学生将通过动手实验与导师指导，亲自搭建简易的淡化系统，体验“从实验台到现实问题解决”的全过程。
01基本信息
# 开课时间 #
2025年8月3日-2025年8月8日（6天）
# 项目地点 #
深圳-线下实验室
# 适合人群 #
对化学、化学工程、材料工程、材料科学及环境科学等专业感兴趣的高中生、低年级本科生
本期课程上限8人
留学申请02
项目提供的科研训练与成果展示将有助于学生在竞争激烈的国际申请中脱颖而出。
本项目具备鲜明的交叉学科特色，涵盖材料科学、环境工程、可持续发展等多个热门留学专业领域，尤其适用于未来有意申请以下院校及专业的学生：
- 美国：加州大学伯克利分校化学（Chemistry）、化学工程（Chemical Engineering）及材料科学与工程（Materials Science and Engineering）方向；加州大学洛杉矶分校化学工程（Chemical Engineering）、材料工程（Materials Engineering）、材料科学（Materials Science）方向；芝加哥大学化学（Chemistry）方向等。
- 加拿大：多伦多大学材料工程（Materials Engineering）、材料科学（Materials Science）方向等。
- 英国、德国等：剑桥大学化学工程（Chemical Engineering）方向；伦敦大学学院高级材料科学（Advanced Materials Science）方向；柏林工业大学材料科学（Materials Science）方向等。
- 香港、新加坡等：以硕博项目为主，包括香港中文大学材料科学与工程（Materials Science and Engineering）方向；香港理工大学能源材料与设备（Energy Materials and Devices）方向；香港城市大学材料工程与纳米技术（Science in Materials Engineering and Nanotechnology）方向；新加坡国立大学材料科学与工程（Materials Science and Engineering）方向；南洋理工大学材料科学与工程（Materials Science and Engineering）方向等。
03导师介绍
Prof. YL
- 北京化工大学教授
- 主要从事有机光功能材料结构与功能研究
- 发表 Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等SCI论文80余篇
- 主持国家、省部级及院校科研项目11项，核心参与科技部国家重点研发计划等科研项目10余项
- 申请/授权发明专利11项
- 主持撰写中英文专著2部，参与撰写专著篇章7章
- 授课经验丰富，沟通能力强
- 学员表现优异可获得研究助理机会
INTRODUCTION
·04 项目介绍·
1项目目标
通过线下实验室实操帮助学生：
- 学习掌握科研技能与方法
- 掌握光热材料合成相关核心知识和原理
- 实践学习红外热成像与光热海水淡化技术
- 结项答辩（结项后项目群保留）
- 提供后续升学申请、科研学习答疑服务
2打好理论基础
本项目将通过深入浅出的方式，帮助学生理解海水淡化背后的科学原理与材料科技的前沿知识。课程内容涵盖以下几个模块：
（1）光热材料与海水淡化基础知识：学生将学习什么是光热材料，它们如何吸收太阳光并转化为热能，以及这项技术如何被广泛应用在新能源开发、医疗健康和环境治理等领域。课程中会讲解不同类型光热材料的特点与优势，帮助学生建立系统的材料科学认知。
（2）材料合成原理与实验安全基础：从“纸上谈兵”到“动手实践”，我们将教授光热材料的基本合成方法，讲解实验背后的化学原理。同时，重视实验安全教育，确保每位学生在安全规范下完成操作，提升科学素养与动手能力。
（3）光热成像技术入门：通过学习近红外热成像的基本原理和常用设备，为后续实验提供支持。
（4）光热界面水蒸发技术：导师将系统介绍如何将光热材料应用于水面，通过“界面蒸发”实现高效的海水淡化。学生将了解从原理到实验设计的全过程，亲自设计自己的小型蒸发装置。
（5）海水淡化原理与实际应用：学生将掌握现代海水淡化的基本原理，并重点了解利用光热技术进行海水蒸发的绿色环保解决方案。这一部分将帮助学生从“材料实验”走向“现实问题解决”，拓展科学眼界。
通过这些理论课程的学习，学生不仅能够系统掌握一项前沿科学技术的核心知识，更能在实践中培养科研思维和工程设计能力，为今后的学术科研探索或国际化升学背景提升打下坚实基础。
3、提升实验操作技能
在导师的指导下，学生将亲手参与多个具有挑战性与趣味性的科研实验，体验从材料设计、性能测试到实际应用的完整科研过程。主要实验包括：
（1）光热材料的合成设计：根据预设目标，学生将在实验室中学习如何通过化学方法合成具有特定光热性能的分子材料，理解“为什么要这样设计”与“如何真正做出来”。
（2）光热材料的分离与结构确认：合成后，学生将使用柱层析等方法对材料进行纯化，并在导师的辅助下接触现代科研仪器，如核磁共振（NMR）、质谱（MS）与红外光谱（IR），了解如何确认一个分子的结构。
（3）光热红外成像与性能测试：借助近红外热成像仪，学生将观察和记录光热材料在光照下的升温过程，并通过数据计算其光热转换效率，培养量化分析的科研思维。
（4）界面水蒸发泡沫的制备：将合成的光热材料负载在泡沫材料上，构建“界面光热蒸发系统”。学生将在实际动手中学习如何设计实验装置，并观察材料如何在水面上高效地“晒水变蒸汽”。
（5）海水淡化模拟实验：结合真实海水的盐度等条件，学生将搭建简易淡化系统，在模拟环境中测试自己设计的材料能否成功将海水变成淡水，从而实现科研成果的“真实世界”应用。
所有实验均在标准化实验室环境中进行，配备专业科研仪器与科研导师。即使是第一次接触科研的学生，也能在保障安全的前提下，获得真实的科研成就感与实践体验。
4全面提升科研能力
在项目的理论学习环节，导师们以答疑和讨论为核心，与学员们进行深度互动，帮助他们梳理关键知识点，解答学习中遇到的疑惑。
通过这种高效的师生交流模式，学员们能够在掌握理论的基础上，进一步提升逻辑思维与独立分析能力。
此外，学员们将根据课程内容撰写总结，提炼核心知识，巩固学习成果。
撰写总结不仅有助于系统化学习内容，还能锻炼学员的表达与归纳能力，帮助他们构建完善的知识框架，为未来的科研之路打下坚实基础。
05学员反馈
周同学
我非常开心能够参与此次光热材料与界面水蒸发方向的科研项目，这段经历让我对光热转换机制以及其在水资源利用中的应用前景有了更深入的认识。
在实验过程中，我系统学习了光热材料的设计思路及其性能测试方法，掌握了分子材料的基本合成流程，并亲自使用柱层析完成了产物纯化，同时在老师的带领下初步掌握了NMR、红外光谱等结构表征技术，对“一个新分子是如何被确认”的过程有了切实体验。
在导师和助教的悉心指导下，我独立参与了光热红外成像实验，利用热成像仪记录材料在近红外光照下的温度变化，通过计算其光热转换效率，我初步建立了从实验现象到数据分析的科研思维框架。
看到自己的设计能将海水转化为淡水的那一刻，我深切体会到了科研成果转化为现实应用的价值。
整个过程中，老师始终耐心指导，从实验细节到科研思维，每一个环节都让我受益匪浅。
项目收获06
项目证书
学员均可获得高含金量的中、英文结项证书，由中科创客、学研派联合颁发中、英文结项证书。
独特的研究经历/项目经历，丰富简历，提升竞争力，助力申请、面试。
导师推荐信
按照要求完成项目且表现优秀的学员将能够获得导师的个性化推荐信，可配合网申。
此外，教授可指导留学、读研等选校、选专业建议，助力DIY留学等，节省大笔中介费用。
科研助力升学！
光热材料
动物模型
大脑研究
慢性压力
合成生物
外泌体
数学建模
基因克隆
抗肿瘤
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
