鮑哲南手中拿著一款通明的薄膜資料，乍看就像是購物頻道中熱銷的戳不破的保鮮膜。這是一種出生于美國斯坦福年夜學化學工程試驗室，導電性、拉伸性俱佳的高份子資料。鮑哲南用專業(yè)迷信術語將它稱為“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，和人類的皮膚一樣，它可以或許自我修復，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，在貝爾試驗室任務的鮑哲南廢棄了巨薪的引誘和更優(yōu)渥的待遇，一頭扎進了斯坦福年夜學化學工程系，帶著一群先生編織起了一個關于“天然皮膚”的妄想。在最新一期美國《迷信停頓》雜志上，由鮑哲南引導的研討團隊揭橥了相干的研討結果申報。
科幻片子中才會涌現的天然皮膚，也許很快就會成為實際。作為重要創(chuàng)造者，鮑哲南從幕后走到前臺。繼2015年被威望科研期刊《天然》雜志評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-結合國教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎”。站在一群出色女迷信家中央，鮑哲南顯得纖細嬌小，但她的創(chuàng)造卻被業(yè)界公以為極可能推翻現有的電子工業(yè)成長的格式。
第19屆歐萊雅-結合國教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎”授與五位出色女迷信家第19屆歐萊雅-結合國教科文組織“世界出色女迷信家造詣獎”授與五位出色女迷信家
接收第一財經郵件專訪時，鮑哲南泄漏：“我們下一步的籌劃，要去驗證這類資料能否可以或許植入生物肌體，能否會對肌體形成傷害和損害。”在以男性為主導的頂尖迷信范疇，鮑哲南如同她創(chuàng)造的柔性電極，釋放著偉大的柔韌力氣。
從處理現實成績動手
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)，有三個坎要過。“我們如今的電子器件都是用硬性資料做的，在丈量中樞神經電流、心臟電流時，植入年夜腦或心臟的電很可能破壞神經或心臟組織。跟神經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《迷信停頓》的申報，鮑哲南團隊已經選中了一種具有生物相容性，又有很強導電性的塑料。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。
為了加強這類塑料的韌性和承載才能，鮑哲南和她的團隊測驗考試用一品種似番筧外面活性劑的份子作為添加劑對資料停止了改進，完全轉變了塑料份子之間的感化力。“由份子構成的小顆粒狀描寫在添加劑的感化下釀成了魚網狀描寫。魚網狀描寫具有很高的構造穩(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。”經由測試，改進后的新資料拉伸到原長度的兩倍，仍能堅持優(yōu)越的導電率。
第二個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，我們特殊設計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100倍。附在柔性的資料上，它們仍具有很強的敏感度。”在處理感知力的成績上，鮑哲南團隊找尋到了一些電子電路資料，一旦溫度或許情況身分產生變更，這些電旌旗燈號就會產生轉變。
“最初一個挑釁是，讓傳感器和電旌旗燈號的信息實時經由過程神經中樞傳輸到年夜腦，而年夜腦也必需懂得這些電旌旗燈號是甚么寄義。”依照鮑哲南的說明，這就決議了電旌旗燈號必需以必定的傳輸方法和必定的外形和年夜腦“接觸”。“所以我們必需設計電子電路，讓它們終究釀成年夜腦可以可以懂得的旌旗燈號。”柔性電極曾經進入了植物年夜腦感知驗證階段。
雖然柔性電極資料可供人類應用的電子皮膚還需光陰，但它曾經開端施展實際運用價值。鮑哲南舉例說，柔性電極中的觸覺傳感器可以被用來測試脈搏的跳動，將其釀成血壓的信息。而其溫度傳感器，則可以擔負鋰電池充電時的低溫掩護裝配，一旦涌現過熱、超熱，溫度傳感器會主動檢測并實時割斷電源，這類資料的自我修復功效乃至可讓電動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工程范疇耕作的成果。追隨華裔高份子化學家于魯平，鮑哲南接觸到了學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，鮑哲南對化學曾經有了另外一層融會。“當更深刻地走進迷信的世界，你會發(fā)明，去懂得這些公式、懂得這些數據長短常需要的。當我認識到了這一點后，數據和公式在我眼中不再顯得那末死板和籠統(tǒng)，由于，它們是處理詳細的成績的方法之一。”
“暴走豪杰”的妄想
鮑哲南的科研之路走得順風逆水。博士卒業(yè)以后直接進入貝爾試驗室，和物理學家、電子工程學家一路任務。跨學科的迷信家們賡續(xù)擦出火花。“我們其時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，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，我們哪有給她甚么壓力，那些壓力都是她本身帶給本身的。”“在化學工程范疇，鮑哲南是一塊金字招牌，許多科研基金和經費都是沖著她的研討而來的。”鮑哲南的協(xié)作同伴對她的才能賜與了極高的評價。幾家科技企業(yè)旗下的科研基金曾經為鮑哲南的研發(fā)項目投入了數百萬美元。
鮑哲南也有過波折。她在熱點的超導體﹑份子電子學和份子晶體科研范疇與德國迷信家舍恩等人協(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，這一結果一度被以為具有了沖刺諾貝爾獎的實力。但是，論文的可托度激發(fā)了科研范疇的諸多非議，針對鮑哲南的猜想和流言隨之而來。不久以后，審查委員會指派專家小組對舍恩的研討項目展開了周全查詢拜訪，終究，審查委員會在結論申報中對工作有了定性：“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。包含鮑哲南在內的其他研討人員其實不知情，并沒有任何義務和過掉，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持悲觀。”鮑哲南坦言，科研許多時刻須要迷信思想加“笨方法”。在這一點上，曾在南京年夜學物理學系擔負傳授的父親對她影響異常年夜。“小時刻，父親在漫步的時刻忽然會問我，冰在落到水上會浮起來照樣沉下去，我想固然地答復，由于是固體它會沉下去。父親就勉勵我做個小試驗去驗證本身的設法主意，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。”
已經的懵懂少女曾經成為具有轉變世界和人類將來生涯的女迷信家。鮑哲南想要轉變的不只是將來，還有當下。鮑哲南天天保持行走一個小時高低班，這在以車代步的美國很少見，她是以被評為斯坦福年夜學的“暴走豪杰”，頭像被印在宣揚海報上。“往返走一個小時，既錘煉身材，又可以聽聽消息、打打德律風，我異常愛好這類生涯方法，所以勉勵身旁的人也這么做。”
