讓人造皮膚更加智能的鮑哲南

新一期英國《自然》雜志發(fā)表報告說,美國斯坦福大學(xué)華人女教授鮑哲南團隊在柔性電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了制造工藝的飛躍,使得人造皮膚的感應(yīng)和計算能力更強,智能性更高。在柔性電子研究領(lǐng)域一片理工男的天下,鮑哲南做到了全球頂尖。

世界頂尖的學(xué)科前沿研究者、傳道授業(yè)解惑的老師、兩個孩子的媽媽、遠在海外卻時刻掛念父母的女兒,鮑哲南在這些角色中轉(zhuǎn)換著、平衡著。猶如一只破繭蛻變的美麗蝴蝶,領(lǐng)舞在學(xué)科前沿。

讓人造皮膚會“思考”

20年后,也許你的生活將是這樣的:你手腕上的人造皮膚能隨時監(jiān)測心率、血糖,實現(xiàn)智能把脈;喉嚨上的人造皮膚能感受咽喉肌肉運動產(chǎn)生的壓力變化,為聾啞人“發(fā)聲”;你的整個身體可能成為一個“網(wǎng)絡(luò)中心”,體內(nèi)的信息跟外界產(chǎn)生連接……

這些看起來很遙遠,但其實正在孕育著。讓人造皮膚知冷熱、分輕重,這無疑會使人造皮膚更加智能,應(yīng)用潛力無限,然而技術(shù)挑戰(zhàn)極其巨大。無數(shù)微小感應(yīng)器連成一片,密度低了無法獲知數(shù)據(jù),密度高了又無法像真正皮膚那樣細密并可拉伸。鮑哲南團隊利用納米技術(shù)等跨學(xué)科技術(shù),使柔性電子感應(yīng)器高度靈敏,同時密度大增。

鮑哲南說:“我們團隊花了多年研制出超強靈敏度的人造皮膚,它由敏感度極高的電子感應(yīng)器組成,當(dāng)感應(yīng)器連成一片時,就如同真正皮膚一樣,當(dāng)一只蝴蝶停在身上,人馬上能感覺到?！?/p>

這種人造皮膚技術(shù)可以被廣泛用于假肢、機器人、手機和電腦的觸摸式顯示屏、汽車方向盤和醫(yī)學(xué)等。

不僅如此,鮑哲南團隊再接再厲,研制出世界最新的可拉伸太陽能電池,未來可使人造皮膚自我發(fā)電。接著,鮑哲南團隊又利用納米材料為這種皮膚增加了透明度和可拉伸功能,距離人類皮膚的功能越來越近。

2015年,鮑哲南被《自然》雜志評為對全球科學(xué)界產(chǎn)生重大影響的年度十大人物之一。2017年,她又獲得“世界杰出女科學(xué)家獎”。

2018年2月,鮑哲南團隊在《自然》雜志上發(fā)表的研究再度進入人們視野。柔性電子技術(shù)基本通過犧牲電子器件密度來實現(xiàn)可拉伸,局限性較大,且制造工藝復(fù)雜。鮑哲南團隊開發(fā)的新材料,使晶體管陣列密度達到每平方厘米347個,并可在拉伸至兩倍長度時性能保持不變。

讓人造皮膚感覺更美

在事業(yè)上,鮑哲南的進步或許可歸為一直心存理想。鮑哲南對新華社記者說:“一直希望科學(xué)研究成果能夠運用到生活中,幫助人類?！?/p>

她說,目前已開發(fā)出部分電性和拉伸性俱佳的高分子材料,但模擬人類復(fù)雜的觸覺仍有不少挑戰(zhàn)需要克服。

接下來,她打算利用人造皮膚幫助靠假肢生活的人們獲得觸感,并借助相關(guān)技術(shù)開發(fā)血壓測量儀器、擁有人造皮膚的機器人以及可穿戴電子器件等。

人造皮膚未來服務(wù)于現(xiàn)實生活的前景非常廣闊,將為皮膚燒傷等疾病患者帶來福音。作為人造皮膚研究的功臣,鮑哲南亦被一些人贊為“世界上最美麗的女人”。

她認為,有意義、有影響力的科研成果離不開跨學(xué)科合作和研究,“目前中國科研發(fā)展飛速,正迎來大突破時期,希望中國科學(xué)家進行更多的跨學(xué)科研究,實現(xiàn)更多突破”。

讓事業(yè)家庭都美滿

1970年11月,鮑哲南出生于中國南京,父母都是南京大學(xué)教授?？茖W(xué)氛圍濃厚的家庭環(huán)境為她打開了科學(xué)的大門。

從南京大學(xué)畢業(yè)后,鮑哲南移居美國,學(xué)習(xí)深造并繼續(xù)開展科研工作,取得一系列成果。

她是兩個孩子的媽媽。作為一名優(yōu)秀的女科學(xué)家,人們常好奇她怎樣去平衡事業(yè)和家庭。

父親告訴鮑哲南,人生中完整的幸福包括兩個方面:事業(yè)成功和家庭美滿。維系的原則就是不能犧牲一個去換取另一個,兩者都不可偏廢。鮑哲南通過提高效率來完成工作,從事科研的時候嚴謹認真,一分一秒都不舍得浪費,回到家就一定會和家人在一起。

“很幸運,父母從小啟發(fā)我的科學(xué)思維:大膽假設(shè)、踏實求證。這讓我終身受益。現(xiàn)在我也這樣教育我的孩子,激發(fā)我學(xué)生的科研熱情?！彼邮苣感Ｄ暇┐髮W(xué)采訪時這樣說道。