鮑哲南手中拿著一款通明的薄膜資料，乍看就像是購(gòu)物頻道中熱銷的戳不破的保鮮膜。這是一種出生于美國(guó)斯坦福年夜學(xué)化學(xué)工程試驗(yàn)室，導(dǎo)電性、拉伸性俱佳的高份子資料。鮑哲南用專業(yè)迷信術(shù)語將它稱為“柔性電極”。在將來，作為天然皮膚的資料，一方面，它具有高柔韌度的拉伸性，同時(shí)，和人類的皮膚一樣，它可以或許自我修復(fù)，還可以停止生物降解。更主要的是，這類資料是“有知覺”的，它有觸覺，不只能感到刺痛，也能感知周邊的溫度。
13年前，在貝爾試驗(yàn)室任務(wù)的鮑哲南廢棄了巨薪的引誘和更優(yōu)渥的待遇，一頭扎進(jìn)了斯坦福年夜學(xué)化學(xué)工程系，帶著一群先生編織起了一個(gè)關(guān)于“天然皮膚”的妄想。在最新一期美國(guó)《迷信停頓》雜志上，由鮑哲南引導(dǎo)的研討團(tuán)隊(duì)揭橥了相干的研討結(jié)果申報(bào)。
科幻片子中才會(huì)涌現(xiàn)的天然皮膚，也許很快就會(huì)成為實(shí)際。作為重要?jiǎng)?chuàng)造者，鮑哲南從幕后走到前臺(tái)。繼2015年被威望科研期刊《天然》雜志評(píng)為年度十年夜迷信人物以后，本年3月，鮑哲南取得第19屆歐萊雅-結(jié)合國(guó)教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎(jiǎng)”。站在一群出色女迷信家中央，鮑哲南顯得纖細(xì)嬌小，但她的創(chuàng)造卻被業(yè)界公以為極可能推翻現(xiàn)有的電子工業(yè)成長(zhǎng)的格式。
第19屆歐萊雅-結(jié)合國(guó)教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎(jiǎng)”授與五位出色女迷信家第19屆歐萊雅-結(jié)合國(guó)教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎(jiǎng)”授與五位出色女迷信家
接收第一財(cái)經(jīng)郵件專訪時(shí)，鮑哲南泄漏：“我們下一步的籌劃，要去驗(yàn)證這類資料能否可以或許植入生物肌體，能否會(huì)對(duì)肌體形成傷害和損害。”在以男性為主導(dǎo)的頂尖迷信范疇，鮑哲南如同她創(chuàng)造的柔性電極，釋放著偉大的柔韌力氣。
從處理現(xiàn)實(shí)成績(jī)動(dòng)手
依照鮑哲南的說法，研發(fā)柔性電極并將其用于天然皮膚研發(fā)，有三個(gè)坎要過。“我們?nèi)缃竦碾娮悠骷际怯糜残再Y料做的，在丈量中樞神經(jīng)電流、心臟電流時(shí)，植入年夜腦或心臟的電很可能破壞神經(jīng)或心臟組織。跟神經(jīng)接觸的電極必需像皮膚一樣柔嫩，但這類資料之前不存在。所以，我們做的一件工作就是把這類柔性資料做出來。”依據(jù)《迷信停頓》的申報(bào)，鮑哲南團(tuán)隊(duì)已經(jīng)選中了一種具有生物相容性，又有很強(qiáng)導(dǎo)電性的塑料。鮑哲南說明說：“之所以選擇這類資料，是為包管電極與人體接觸時(shí)的平安性。”但這類塑料比擬軟弱，很輕易碎裂，完整不合適作為可穿著電子器件的載體。
為了加強(qiáng)這類塑料的韌性和承載才能，鮑哲南和她的團(tuán)隊(duì)測(cè)驗(yàn)考試用一品種似番筧外面活性劑的份子作為添加劑對(duì)資料停止了改進(jìn)，完全轉(zhuǎn)變了塑料份子之間的感化力。“由份子構(gòu)成的小顆粒狀描寫在添加劑的感化下釀成了魚網(wǎng)狀描寫。魚網(wǎng)狀描寫具有很高的構(gòu)造穩(wěn)固性，從而使本來軟弱的高份子資料變得有韌性，并且極易拉伸。”經(jīng)由測(cè)試，改進(jìn)后的新資料拉伸到原長(zhǎng)度的兩倍，仍能堅(jiān)持優(yōu)越的導(dǎo)電率。
第二個(gè)坎就是讓資料具有人類的觸覺和感知力。“為懂得決觸覺成績(jī)，我們特殊設(shè)計(jì)了像金字塔一樣的外形的傳感器，這類傳感器比人類的頭發(fā)細(xì)100倍。附在柔性的資料上，它們?nèi)跃哂泻軓?qiáng)的敏感度。”在處理感知力的成績(jī)上，鮑哲南團(tuán)隊(duì)找尋到了一些電子電路資料，一旦溫度或許情況身分產(chǎn)生變更，這些電旌旗燈號(hào)就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。
“最初一個(gè)挑釁是，讓傳感器和電旌旗燈號(hào)的信息實(shí)時(shí)經(jīng)由過程神經(jīng)中樞傳輸?shù)侥暌鼓X，而年夜腦也必需懂得這些電旌旗燈號(hào)是甚么寄義。”依照鮑哲南的說明，這就決議了電旌旗燈號(hào)必需以必定的傳輸方法和必定的外形和年夜腦“接觸”。“所以我們必需設(shè)計(jì)電子電路，讓它們終究釀成年夜腦可以可以懂得的旌旗燈號(hào)。”柔性電極曾經(jīng)進(jìn)入了植物年夜腦感知驗(yàn)證階段。
雖然柔性電極資料可供人類應(yīng)用的電子皮膚還需光陰，但它曾經(jīng)開端施展實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。鮑哲南舉例說，柔性電極中的觸覺傳感器可以被用來測(cè)試脈搏的跳動(dòng)，將其釀成血壓的信息。而其溫度傳感器，則可以擔(dān)負(fù)鋰電池充電時(shí)的低溫掩護(hù)裝配，一旦涌現(xiàn)過熱、超熱，溫度傳感器會(huì)主動(dòng)檢測(cè)并實(shí)時(shí)割斷電源，這類資料的自我修復(fù)功效乃至可讓電動(dòng)汽車的鋰電池加倍穩(wěn)固。
柔性電極是鮑哲南多年來在化學(xué)工程范疇耕作的成果。追隨華裔高份子化學(xué)家于魯平，鮑哲南接觸到了學(xué)科穿插范疇最前沿的研討。“這類感觸感染就像一扇別致非常的迷信之門在你眼前漸漸翻開。”此時(shí)，鮑哲南對(duì)化學(xué)曾經(jīng)有了另外一層融會(huì)。“當(dāng)更深刻地走進(jìn)迷信的世界，你會(huì)發(fā)明，去懂得這些公式、懂得這些數(shù)據(jù)長(zhǎng)短常需要的。當(dāng)我認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)后，數(shù)據(jù)和公式在我眼中不再顯得那末死板和籠統(tǒng)，由于，它們是處理詳細(xì)的成績(jī)的方法之一。”
“暴走豪杰”的妄想
鮑哲南的科研之路走得順風(fēng)逆水。博士卒業(yè)以后直接進(jìn)入貝爾試驗(yàn)室，和物理學(xué)家、電子工程學(xué)家一路任務(wù)。跨學(xué)科的迷信家們賡續(xù)擦出火花。“我們其時(shí)基本沒有猜想到她可以或許取得那末年夜的造詣，“在接收媒體采訪時(shí)，鮑哲南的母親說，女兒老是出乎他們的料想。”移平易近到美國(guó)以后，身旁的同伙就問我，“你們?yōu)楹谓o孩子這么年夜的壓力，逼著她一向往前走？其實(shí)，我們哪有給她甚么壓力，那些壓力都是她本身帶給本身的。”“在化學(xué)工程范疇，鮑哲南是一塊金字招牌，許多科研基金和經(jīng)費(fèi)都是沖著她的研討而來的。”鮑哲南的協(xié)作同伴對(duì)她的才能賜與了極高的評(píng)價(jià)。幾家科技企業(yè)旗下的科研基金曾經(jīng)為鮑哲南的研發(fā)項(xiàng)目投入了數(shù)百萬美元。
鮑哲南也有過波折。她在熱點(diǎn)的超導(dǎo)體﹑份子電子學(xué)和份子晶體科研范疇與德國(guó)迷信家舍恩等人協(xié)作過。2002年，舍恩在《天然》、《迷信》等威望雜志揭橥論文，宣告他們制作出了世界上最小的納米晶體管，這一結(jié)果一度被以為具有了沖刺諾貝爾獎(jiǎng)的實(shí)力。但是，論文的可托度激發(fā)了科研范疇的諸多非議，針對(duì)鮑哲南的猜想和流言隨之而來。不久以后，審查委員會(huì)指派專家小組對(duì)舍恩的研討項(xiàng)目展開了周全查詢拜訪，終究，審查委員會(huì)在結(jié)論申報(bào)中對(duì)工作有了定性：“舍恩確系造假，而其他20多名介入研討的迷信家與舍恩造假案有關(guān)。包含鮑哲南在內(nèi)的其他研討人員其實(shí)不知情，并沒有任何義務(wù)和過掉，均被證明了潔白。”
“我歷來不以為本身是天賦或許稟賦異稟的那種人，我能做到的就是保持不懈和堅(jiān)持悲觀。”鮑哲南坦言，科研許多時(shí)刻須要迷信思想加“笨方法”。在這一點(diǎn)上，曾在南京年夜學(xué)物理學(xué)系擔(dān)負(fù)傳授的父親對(duì)她影響異常年夜。“小時(shí)刻，父親在漫步的時(shí)刻忽然會(huì)問我，冰在落到水上會(huì)浮起來照樣沉下去，我想固然地答復(fù)，由于是固體它會(huì)沉下去。父親就勉勵(lì)我做個(gè)小試驗(yàn)去驗(yàn)證本身的設(shè)法主意，成果，我看到冰清楚浮在水上，這才弄清晰，本來冰的密度比水小。”
已經(jīng)的懵懂少女曾經(jīng)成為具有轉(zhuǎn)變世界和人類將來生涯的女迷信家。鮑哲南想要轉(zhuǎn)變的不只是將來，還有當(dāng)下。鮑哲南天天保持行走一個(gè)小時(shí)高低班，這在以車代步的美國(guó)很少見，她是以被評(píng)為斯坦福年夜學(xué)的“暴走豪杰”，頭像被印在宣揚(yáng)海報(bào)上。“往返走一個(gè)小時(shí)，既錘煉身材，又可以聽聽消息、打打德律風(fēng)，我異常愛好這類生涯方法，所以勉勵(lì)身旁的人也這么做。”
