一组哈佛学生使用纳米结构材料制作了一个教育棋盘游戏，展示了纳米技术的力量，同时向玩家传授海洋生物学。
这款名为《洞穴潜水员》（Cave Diver）的游戏诞生于"Nano Micro Macro： Adaptive Material Laboratory"（ES 291），这是一门动手操作的John A. Paulson工程与应用科学学院课程，教授宏观，微观和纳米级材料的前沿研究，然后挑战玩家利用他们的知识开发一个小组项目。该课程由Joanna Aizenberg，Amy Smith Berylson材料科学教授和化学与化学生物学教授以及设计研究生院（GSD）建筑学讲师Jonathan Grinham教授。
洞穴潜水员团队由 Aaron Appleton， M.Ed. '21、Danielle Davis， A.B. '21、Mike Deloge， M.Des. '22 和 Doria Spiegel， M.D.E. '22 组成，他们的游戏主要围绕反蛋白石展开，反蛋白石是纳米结构的多孔材料，可折射光线以产生结构颜色。反面蛋白石的颜色取决于其结构的变化，因此当液体取代反蛋白石孔隙中的空气时，颜色将发生变化或完全消失。
"我发现有趣的是，它可能在特定的材料上，它会被隐藏起来，直到它被液体暴露出来，然后你可以揭示一些信息或符号，"阿普尔顿说，他从教育研究生院获得硕士学位。"我认为这对于一个名为隐藏信息的游戏机制来说效果很好，但你需要用它来加水。这就是洞穴潜水员主题的推动。
示了Cave Diver是如何玩的
学生们设计了一个由玻璃砖组成的双人游戏，展示了潜水员在水下洞穴中遵循的路径。路径可以是直的、T 形的、直角的或十字形的。玩家轮流向游戏板添加图块，包括将它们淹没在水中，并在添加更多图块时沿着水下路径移动角色。但是，当一些瓷砖放置在液体中时，会显示隐藏的路径或海洋生物，从而为玩家带来惩罚或奖励。
这就是反向蛋白石的用武之地。学生们将一些玻璃游戏瓷砖设计成亲水的，因此水可以进入瓷砖上反向蛋白石的孔隙并改变其颜色，从而揭示隐藏的路径或海洋生物。例如，如果一块牌露出一条蓝色的马林鱼（海洋中最快的鱼之一），玩家可以在回合中再放置一块牌以"前进速度"，但如果图块显示海胆和水母（两者都会带来痛苦的刺痛），玩家必须跳过一个回合来"护理他们的伤口"。
纳米技术
斯皮格尔使玻璃件上有动物，在它们上面添加聚二甲基硅氧烷（PDMS）层之前，它们具有疏水性。
游戏有45个玻璃砖，其中20个揭示了隐藏的图像。斯皮格尔说，精心设计这么多瓷砖并确保20个瓷砖功能正常是一个重大挑战。在项目导师Natalie Nicolas，高级科学家James Weaver以及教学研究员Peter Lazovskis和Milan Wilborn的帮助下，Spiegel花了几天时间在实验室工作，切割玻璃，瓷砖的3D打印箱，并将它们与磁铁放在一起将它们固定在板上。
"这花了很多迭代，意识到什么会起作用，什么不起作用，"斯皮格尔说，他正在攻读设计工程硕士学位，由SEAS和GSD联合提供。"进入它，我们知道如果我们计划得足够早，我们将能够拥有一个功能齐全的产品，我们做到了。这需要大量的深思熟虑，才能在第一次或第二次正确完成。
将反向蛋白石小心翼翼地沉积在瓷砖上是另一个主要挑战，开发将要揭示的错综复杂的海洋生物形状也是如此。
随着游戏接近完成，团队意识到这些瓷砖在水中的功能比他们预期的要困难。但是这些瓷砖在酒精中表现良好，因此当他们向同学和教练展示洞穴潜水员时，该团队使用了淹没在伏特加中的游戏板。
斯皮格尔和德洛格与完成的洞穴潜水员游戏
在成功地向全班同学展示他们的游戏后，Deloge和Spiegel在科学与工程综合体外见面，亲自扮演洞穴潜水员。
"在一个虚拟学期之后，亲眼看到我们创造的一些真实和有形的东西是如此有益，"Deloge说，他正在GSD攻读设计研究硕士学位。
虽然他们在学期中面临着许多挑战，但队友们在解决复杂问题和合作创造他们都能引以为豪的东西时很开心。
"我真的很高兴看到来自工程，设计和教育课程的本科生和研究生群体非常多样化，他们学到了很多关于如何将纳米技术应用于实用产品的知识，以及不同的学科如何聚集在一起创造出比其各个部分的总和更大的东西，"艾森伯格说。
"最酷的项目是那些跨学科的项目，因为你得到了两全其美的项目，"工程科学集中者戴维斯说。"这个项目不仅仅是一个游戏，它不仅仅是为了好玩，它不仅仅是纯粹的教育，而是基于科学，并具有所有这些多方面，使它对任何年龄段的人来说都很有趣和有吸引力。
