本期EPQ专访嘉宾
恭喜获得EPQ好成绩！
用学术思维解决生活中的困扰
石同学
Simon Shi
EPQ课题：《提高饺子储藏容器非化学绝热、抗粘着、抗压性能的研究：材料科学与结构设计的创新探索》
Research on Enhancing Non-Chemical Thermal Insulation, Anti-Adhesion, and Pressure Resistance of Dumpling Storage Containers: Innovative Explorations in Material Science and Structural Design
EPQ成绩：A*
所在高中：重庆德普外国语学校
Mentor（中方学术导师）：黄老师
SA（英方导师兼考官）：Garrie L.
申请目标：材料科学，帝国理工
前言：
姥姥从湖北老家带来的饺子，装在超市的食品塑料袋里冻着。下次再拿出来，饺子已经粘成一坨，边角被彼此挤得变了形。Simon 想给这件事一个解法：一个不用电、不加化学剂，能保温、抗压、还不粘底的饺子盒。外形借自一只"一只手捏不碎"的鸡蛋，中间层用蜂窝网状结构，2D 草图交给 3D 打印厂，热电偶探针插进饺子堆里测三个小时，最后拿 1.5 升农夫山泉做跌落对比。初三开始、高一收尾，他做出一个市面上还没有同类产品的容器，EPQ 拿到 A*
这份经历对他要申请的材料科学有很大的帮助，也是他第一次完整地发明出一项科研成果。阅读专访，看 Simon 怎么从一只饺子走进材料科学。
初三做EPQ：提前对准材料专业
我做 EPQ 的时间比大部分同学都早：初三到高一，一年做完。
那一年我刚转到国际课程，读完初三的衔接年，已经被国际高中录取，压力不大，就想着趁这段时间赶快做一些有意思的事情。 我平时走理工科方向，物理、数学、化学的竞赛都报过。竞赛是老师讲、学生做题，EPQ 反过来，题自己定，东西自己研究，听起来就很好玩。
EPQ 是我妈妈推荐的。她在平台上看到这个项目制的学习，说这个不错，你可以去试试。 也是那段时间，大学介绍的材料陆陆续续寄到家里，上面写着 EPQ 可以和未来的专业挂钩。我的方向是材料科学，看完资料后，我更确定这个选题要做下去，它跟我以后要学的专业是同一个方向。
升学指导老师跟我们讲过 UCAS 文书大概写什么。我打算重点写产品和它在实验里的迭代，尤其是测量方法和测量工具是怎么改的。第一次做研究型的学习，我一开始的方案并不够好，这个逐渐完善的过程在文书当中反而最能反映出思辨和动手能力。
高一还没到申请季，但EPQ这个项目完整做下来，我至少知道材料这个专业具体在做什么。
可展示作品（Artefact）：
ASDAN EPQ 特有的一种科研成果形式，同学不仅可以选择撰写5000字英文论文，还可以选择作品加 1000-3000 字文章的产出方式，要求是体现学生在制作中的调研过程和设计思考。
姥姥的冻饺子：一个没人做过的选题
选题是从我姥姥的厨房里来的。我老家在湖北，姥姥过节会一次包很多饺子。她比较环保，超市装东西的食品塑料袋都留着，饺子全装进去，冻进冰箱。过一阵分批次拿出来吃，饺子已经粘成一坨，解冻之后互相挤压，边角都变形了。
还有件事我一直记着：逢年过节从老家往城里带食品，路上就损坏腐败了。所以我想做的不是一个普通的盒子，是保温、抗压、防粘合在一起的容器。 我能用的知识不多，初三只学到 IG。当时物理正好讲到"热"那一章，热对流、热辐射、热传导，我想这一章可以放到容器里，那就选它。
EPQ有两种形式，第一种是写 5000 字论文，第二种是Artefact，就是1000 - 3000字的报告加一个成品。我选了后者，因为我想做的这个题目是紧贴着生活的，如果全写成文章就脱离了应用场景。并且设计的容器不需要大量物力和人力就可以实现，除此以外我还要检验它到底有没有用，那就必须做实验，做实验就得先有这个东西。
后来查了一圈，市面上没有纯物理保温的饺子容器，没有人做过这个东西。 SA（英方导师兼考官）Garrie 老师一开始很担心我，怕我没头绪。开会的时候我积极地与他讨论选题原因和研究思路，他确认没有问题，说这个选题很好。
一只手捏不碎：定下蛋形外壳
外形是从一颗鸡蛋来的。小时候老师说，不用指甲掐的话，一只手没办法捏坏整个鸡蛋。我后来自己试了，确实捏不碎，除非力气特别大。蛋形抗压效果好，外形也挺可爱，我就定了这个形状。
中间那层介质层的想法来自一篇讲蜂窝网状结构的文献。屋顶、复合材料、防弹插板上都用这种结构，用很轻的重量换到很高的强度，我把它放进容器中间。为了证明它有用，我把原版和加蜂窝的版本都打印出来对比：原版很薄，中间只有一层柱子和空气层；加蜂窝的版本厚一点，靠网状结构支撑。
外壳用的是 PET，本身就隔热，也有弹性。第一版我采用了硅胶圈密封，但 3D 打印有公差，加上冷热胀缩，闭合的时候始终有缝，贴合不上。后来我将材料换成泡沫胶，两边各贴一层，闭合之后密封性提升了上来，实验也显示保温效果变得更好了。
对于建模，我画了一张 2D 草图，长宽高和里面每个部件标注清楚，交给 3D 打印厂，约时间和工程师开视频会议，一对一讲这个东西该怎么设计。后来要加蜂窝结构，又开了一次会。工厂打印完模型就邮寄到我家，铰链和卡扣得自己装，用的是环保胶水，也我自己拼起来的。
现在 AS 我选了计算机科学，并且开始自己学 3D 建模软件，以后大概率用得上。
开盖测温不行：换探针再录三小时
第一次保温实验，我的方案是每隔 30 分钟打开容器，用红外测温仪测一次，一次测三个小时，中间要开六次盖。结果出来，显示保温效果远低于预期，我一度以为这个容器做废了。
问题出在测量本身。为了保证环境一致，我每次实验前都先测室温，房间温度恒定，空调开着，也没有风。可饺子从放进容器那一刻就开始保温，我一开盖，里面的气体和外面一交换，数据就被我自己搅乱了。
后来我买了一个热电偶测温仪，探针直接插进饺子堆中间的缝隙，不开盖就能读数。再把家里一台废掉的 iPad 架在上面录三个小时，人等三个小时过去，把器材一收，坐在电脑前按 10 分钟一个点填数据。精确度上来了，时间也省下来了。
这套方法不是一次性想出来的。我每做完一次实验都会总结经验，每次修改一点。产品也是这么改的：第一轮实验发现密封不行，第二轮就补密封胶、加密封胶条，公差和缝隙一点点压下去，测量结果跟着变准。
1.5升水砸下来：泡沫箱穿了，它弹开了
保温那组前面讲过了，另外两个功能也是对比实验，变量尽量控制住。
防粘那组，我用的是永辉超市买的速冻饺子，同一批次、一模一样的。一组放在我的托盘上，一组放在外卖送来的寿司托盘上，两个一起在室温里等待相同的时间，再竖直向上把饺子提起来，看面皮粘成什么样。我的托盘做了两款，一款平滑，一款表面有细小的磨砂颗粒，靠减小接触面积、避免水汇集，让淀粉不跟底部粘在一起。效果更好的那组拿来做对照，结论是我的托盘确实不粘。
抗压那组是跌落实验。我拿 1.5 升的农夫山泉当等重物，同一个高度，分别落在普通快递泡沫箱和我的容器上，落点都尽量对中间，保证压强差不多。泡沫箱被直接戳穿烂掉了，但我的容器把塑料瓶弹开了。
这也是 SA 给我的建议：别让容器自己做自由落体，改成重物落下来砸容器，变量好控，也不至于一次就把容器摔坏，因为后面还要接着测保温。
设计出来的容器确实厚。我一个人坐上去都没问题，上下楼搬的时候不小心摔过，也没事。
测试出来它的保温效果接近普通保温箱，我给自己打 80 分，扣分的地方一是贵，3D 打印耗材的成本比市面上的保温箱高，二是重，防撞做得太过了，结构冗余，中间还有一块磨砂不锈钢托盘。如果以后真要商用，就得研究轻量化。
再往下我想做三件事：轻量化、保温再提一档、外壳做文化涂装，国内画青花瓷，国外做复活节彩蛋。托盘能拆，装饺子一层层叠着，如果想装苹果、香蕉或蛋糕就把其中几层拆掉，它可不止能装饺子。
Mentor把控课题可行性，SA提供建议和启发
定题前我纠结过几个方向，印象最深的是书籍防腐，地下室的书发黄发潮，打开的时候书页会粘连。黄老师（我的 Mentor，中方学术导师）跟我过了一遍：书的种类太多，封装材质、页面用料都不一样，变量太多，而且还要模拟地下室潮湿，可能得做好几周。我本来就偏向饺子，这个方案就放弃了，要不是她在项目前期帮我衡量了选题的难度，我可能会在一个做不下去的方向上耗两个月。
Garrie 老师更多是给启发和实用的建议，帮我把可行性真正落地，像一台辅助引擎。第一次跟他视频，我浑身都在抖，肾上腺素飙升。我以前是公立学校出来的，家里一直很重视我的英语口语，但真到一个英国老师面前，一时表述不出来，我会怕他制裁我。结果他非常和善，给的是指导，不是来改我的思路。
后来我们聊得很好，我喜欢看球，也踢一点。有次会开完，我问他看不看足球，他是英国老师，当然看，我们就聊那年欧冠决赛，国米对大巴黎，他说大巴黎会赢。那天晚上他还在群里提醒我看比赛，就一句 enjoy the match。
EPQ做下来，各项能力真的提升了
做完这个项目，我进步最大的是项目规划和时间管理。那一年课业不重，但也有国际大考。我是住校生，平时不回家，只能靠提前把时间排出来，让大考和 EPQ 能够同时进行。
项目管理是另一件事。 Artefact 和写论文有很大的区别，论文如果前期调研做得透，在撰写的时候就会很顺利；Artefact 不行，你得先拿到实物，再规划实验，还要保证实验真的有效，更需要详细的项目管理。文献同样要读够，CNKI、UCL 的文献库、Google Scholar 我都翻过，用得上用不上的都看了。而且项目过程中得知道什么时候去找工程师建模，什么时候把文献读完，什么时候必须开始做实验，再拖就赶不上期限，最后怎么把结果呈现出来，怎么把自己的想法真的写进去。
理论课上有讲过怎么做项目规划、怎么分析数据，我听完觉得有道理，这次就照着做了一遍。这套方法这次用在 EPQ 上，下次可以用在别的事上。
