斯坦福大学鲍哲南教授:人造电子皮肤不是梦

2017-12-19

  秒速赛车鲍哲南,斯坦福大学K.K. Lee 化学工程学教授、化学教授和材料科学与工程教授,斯坦福大学可穿戴电子中心创始人、主任和未来科学大奖科学委员会委员。在2004年加入斯坦福大学之前,她是1995-2004年朗讯科技贝尔实验室杰出技术人员。她发表超过400篇高影响力的论文和拥有超过60项美国专利,她为有机电子材料提出了许多开创性的概念。鲍哲南在制造用于柔性薄型显示器的全塑晶体管的新型高性能有机、高分子半导体材料方面有突出贡献。她的工作使柔性电子电路和显示器成为现实。在她最近的工作中,她开发了皮肤启发的电子材料。

  她是美国国家工程院院士和国家发明研究院的院士。因为她在人造电子皮肤上的工作至关重要被选为“自然”杂志2015年十大科技人物。她获得了2017年美国化学会应用聚合物科学学士学位奖,2017 欧莱雅-教科文组织女科学奖,美国化工学会2014年Andreas Acrivos 化学工程专业进步奖。

  科学使我可以用另一种方式观察世界。作为一个化学家,我通过分子以及分子反应或者相互反应来观察世界。科学让我们生活更美好,让我们的人生更有趣。

  我父母可能是对我影响最大的人。现在我有了自己的孩子,我认识到父母的言行对孩子产生的影响有多重大。我高中化学老师让我对化学产生了兴趣,我大学的教授让我第一次尝试聚合物研究,我的博士指导教授训练我如何做研究。贝尔实验室的同事教会我如何独立研究、指导年轻研究人员。斯坦福大学的学生与我探索新的方向,同事们激励我深度思考并致力于有挑战性和有影响力的问题。

  未来科学大奖是中国的诺贝尔奖,我很开心能成为其中一员来帮助中国的研究提高知名度。我希望这个奖项能鼓励更多的中国研究人员致力于解决重大和充满挑战性的问题。

  用电子皮肤一样的电子材料来做电子器件,不再是一个科幻的梦想,而是一个可能实现的事情。

  电子皮肤是电子工业发展的一个趋势,可以激发我们的思考,让我们有更多的想象空间,可以激发发明出新的材料和新的技术。

  电子器件就像皮肤一样,可以贴在我们的身体表面或者种植在皮肤下面,或者在身体里面,这样的传感系统就会像我们人的皮肤一样,可以帮助我们的生活和帮助我们更好的理解自己的身体状况。

  下一代的电子不光是柔性的,而且有可拉伸性、自修复性还有生物降解性,我们认为电子皮肤是未来电子工业发展的一个不可避免的趋势。

  电子皮肤还在起始阶段,更加需要基础的研究,从材料方面、工艺方面去研究这些新型的电子材料它们的电学性能和力学的关系,和怎样设计材料可以使得我们达到好的电学功能,也有好的力学功能。

  某天早上,身上的电子皮肤会将你轻柔唤醒,告诉你今天的体征正常,可以开启新一天的工作;当你刷牙时,镜子会告诉你今天的天气和温度,应该穿什么样的衣服,如果感兴趣的话,还可以告诉你今天的新闻是什么;出门时不用想着带钥匙、拿手机……

  所有的这一切都不再只是想象,鲍哲南教授近期在柔性电子领域的突破让人类离这样新型科技社会更进了一步。正如鲍哲南教授所说,智能手机是现在,而人造电子皮肤是未来,是下一代电子工业发展的方向,而且是不可避免的一个趋势。

  2018年2月份,在英国《自然》杂志上,鲍哲南科研团队宣布他们在柔性电子领域实现了制造工艺的新突破,首次成功开发出易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列。

  “为了实现新模式的电子器件和最终电子产品,我们先从发展新电子材料开始,有了电子材料后还要把工艺做出来。”鲍哲南解释道:“集成电路里面有很多层的不同的材料,这些不同的材料都必须要能够做成很小的不同形状,然后一层要叠加在另一层上,整个工艺有几十步到上百步的步骤,所以把工艺做成有很多技术上的难度。”

  制造工艺的研发之路并不简单,据鲍哲南透露团队也是研究了8-10年的时间才把工艺做成。

  “这个的意义非常重大。之所以非常重大是因为以前大家做的都是柔性电子,电子皮肤以前还不可以有拉伸性,而且不可以有集成电路。但集成电路对电子器件来说至关重要,因为显示屏幕、传感和计算都需要集成电路。而在柔性电子皮肤方面,这是第一次做到了这样的集成电路。”

  这一步的成功证明了电子皮肤一样的电子材料来做电子器件是一个可以实现的事情,而不再是一个科幻的梦想。虽然目前只是集成了几十个晶体管到上千个晶体。

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