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鲍哲南:让人造皮肤更智能的“女魔术师”

科普小知识2021-10-10 16:21:34
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根据英国杂志《自然》(Nature)最新一期发表的一份报告,美国斯坦福大学的中国女教授鲍振安(Bao Zhenan)团队在柔性电子领域的制造技术上取得了飞跃,使人造皮肤变得更加敏感、计算效率高和智能。在柔性电子的研究领域,有一个科技人的世界,包振安已经成为世界顶尖。

世界顶尖的学科前沿研究人员、教授和消除疑虑的教师、两个孩子的母亲以及离家很远但总是想念父母的女儿们,包振安在这些角色上发生了变化并保持了平衡。就像一只美丽的蝴蝶破茧而变,它引领着舞蹈走在学科的前沿。

让人造皮肤“思考”

20年后,也许你的生活会是这样的:手腕上的人造皮肤可以随时监测心率和血糖,实现智能脉搏感应;喉咙上的人造皮肤可以感觉到喉咙肌肉运动引起的压力变化,并为聋哑人“发声”。你的整个身体可能成为一个“网络中心”,在这里你身体里的信息与外界联系在一起...

这些看起来可能很遥远,但它们实际上已经怀孕了。让人造皮肤知道冷热,划分重量,这无疑将使人造皮肤更加智能化,应用潜力无限,但技术挑战极其巨大。数不清的微型传感器连接在一起,因此当密度较低时无法获得数据,而密度较高时,数据就无法像真实皮肤一样精细和可拉伸。包振安的团队利用纳米技术等跨学科技术使柔性电子传感器高度敏感,同时它们的密度大大增加。

包振安说:“我们的团队花了很多年才开发出一种超级敏感的人造皮肤。它由高度灵敏的电子传感器组成。当传感器连接在一起时,就像真的皮肤一样。当一只蝴蝶停留在身体上时,人们可以立即感觉到它。”

这种人工皮肤技术可广泛应用于假肢、机器人、手机和电脑触摸屏、汽车方向盘和医药领域。

不仅如此,包振安的团队还坚持不懈地努力开发世界上最新的可拉伸太阳能电池,这将使人造皮肤在未来能够自己发电。然后,包振安的团队通过使用纳米材料增加了皮肤的透明度和延展性,使其越来越接近人类皮肤的功能。

2015年,包振安被《自然》杂志评为对全球科学界有重大影响的年度十大人物之一。2017年,她获得了世界杰出女科学家奖。

2018年2月,包振安的团队在《自然》杂志上发表的研究再次进入人们的视野。柔性电子技术通过牺牲电子器件的密度基本上是可拉伸的,这具有很大的局限性和复杂的制造过程。包振安团队开发的这种新材料使晶体管阵列的密度达到每平方厘米347个,并且在拉伸到两倍长度时仍能保持同样的性能。

让商业家庭双赢

1970年11月,鲍振安出生在中国南京。他的父母都是南京大学的教授。科学氛围浓厚的家庭环境为她打开了通向科学的大门。从南京大学毕业后,包振安移民美国,继续深造,继续进行科学研究,取得了一系列成果。

她还是两个孩子的母亲。作为一名优秀的女科学家,人们经常想知道她是如何平衡事业和家庭的。

我父亲告诉包振安,生活中完全的幸福包括两个方面:成功的事业和幸福的家庭。维护的原则是不要为了一个而牺牲另一个,两者都不可忽视。包振安通过提高效率来完成他的工作。他从事科学研究时严谨认真。他不愿意浪费每一分钟。当他回家时,他肯定会和家人在一起。

“幸运的是,我的父母从小就启发了我的科学思维:大胆的假设和可靠的验证。这让我受益终生。现在我也在用这种方式教育我的孩子,激发我的学生对科学研究的热情。”她在接受母校南京大学的采访时说。

让人造皮肤感觉更美丽

在事业上,包振安的进步可以归功于他执着的理想。鲍振安告诉新华社记者:“我一直希望科学研究成果能够应用于生活,帮助人类。”

她说,到目前为止,已经开发出了一些具有优异电性能和拉伸性能的聚合物材料,但是在模拟复杂的人类触摸时,仍有许多挑战需要克服。

接下来,她计划使用人造皮肤来帮助生活在人造肢体上的人获得触觉,并开发血压测量仪器、带有人造皮肤的机器人和可穿戴的电子设备等。在相关技术的帮助下。

人工皮肤在未来服务于现实生活的前景非常广阔,将为皮肤烧伤和其他疾病的患者带来好消息。作为人造皮肤研究的贡献者,包振安也被一些人誉为“世界上最美丽的女人”。

她认为,有意义和有影响力的科学研究成果不能与跨学科合作和研究分开。“目前,中国的科学研究发展迅速,正迎来一个重大突破的时期。希望中国科学家进行更多的跨学科研究,取得更多的突破

(新华社记者杨军、张曼)

中国科学新闻(2018-03-19,第二版国际)