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

世界頂尖的學科前沿研究者、傳道授業解惑的老師、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換著、平衡著。猶如一只破繭蛻變的美麗蝴蝶,領舞在學科前沿。

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測心率、血糖,實現智能把脈;喉嚨上的人造皮膚能感受咽喉肌肉運動產生的壓力變化,為聾啞人“發聲”;你的整個身體可能成為一個“網絡中心”,體內的信息跟外界產生連接……

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,應用潛力無限,然而技術挑戰極其巨大。無數微小感應器連成一片,密度低了無法獲知數據,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等跨學科技術,使柔性電子感應器高度靈敏,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器組成,當感應器連成一片時,就如同真正皮膚一樣,當一只蝴蝶停在身上,人馬上能感覺到。”

這種人造皮膚技術可以被廣泛用于假肢、機器人、手機和電腦的觸摸式顯示屏、汽車方向盤和醫學等。

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界產生重大影響的年度十大人物之一。2017年,她又獲得“世界杰出女科學家獎”。

2018年2月,鮑哲南團隊在《自然》雜志上發表的研究再度進入人們視野。柔性電子技術基本通過犧牲電子器件密度來實現可拉伸,局限性較大,且制造工藝復雜。鮑哲南團隊開發的新材料,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:“一直希望科學研究成果能夠運用到生活中,幫助人類。”

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

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,并借助相關技術開發血壓測量儀器、擁有人造皮膚的機器人以及可穿戴電子器件等。

人造皮膚未來服務于現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科合作和研究,“目前中國科研發展飛速,正迎來大突破時期,希望中國科學家進行更多的跨學科研究,實現更多突破”。

讓事業家庭都美滿

1970年11月,鮑哲南出生于中國南京,父母都是南京大學教授。科學氛圍濃厚的家庭環境為她打開了科學的大門。

從南京大學畢業后,鮑哲南移居美國,學習深造并繼續開展科研工作,取得一系列成果。

她是兩個孩子的媽媽。作為一名優秀的女科學家,人們常好奇她怎樣去平衡事業和家庭。

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,父母從小啟發我的科學思維:大膽假設、踏實求證。這讓我終身受益。現在我也這樣教育我的孩子,激發我學生的科研熱情。”她接受母校南京大學采訪時這樣說道。