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[江南时报]南京籍华裔女科学家做客南工“自然·柔性电子”国际研讨会
时间 : 2016-06-07 11:19 来源 : 常青藤 作者 : 杨芳  点击 :

 

江南时报讯 6月6日,由南京工业大学联合《自然》、《自然•通讯》杂志联合主办的《自然•柔性电子》研讨会——机遇和挑战暨“光电子学、材料与能源”国际研讨会在南京召开。南京籍华裔女科学家、美国工程院院士、斯坦福大学鲍哲楠教授携带最新科学研究成果做客南京工业大学,谈学习与科研。

兴趣是科研的最大动力
我认为兴趣是科研的最大动力。”1970年出生的鲍哲楠教授,父母都是南京大学的教授,很小的时候就经常随父母去实验室。“用量杯量液体,在反应器皿中进行混合,发现了些许的变化,让我觉得很神奇!”鲍教授谈及对科学研究的最初兴趣时回忆道。由于她对化学反应所表现出的异常喜爱,她父亲有时会带些硅片等回来给她“玩”。
与各类小反应的“打交道”激活并坚定了她的科研兴趣。她认为,找到感兴趣的问题,通过不同课程的学习,拓展知识面,可以打开自己的科研思维。在学习过程中,不能囫囵吞枣,而要多思考、多想为什么,只有这样才能让自己消化知识、吃透知识,从而做到应用知识。

学习是最轻松幸福的事
军训是最能磨砥人意志的活动,让我记忆犹新。”1981年,鲍教授就读于南京金陵中学,谈及中学时印象最深刻的事时,她说道,“刚入学,在炎炎烈日下站军姿、练军体拳、拉练,真的很辛苦。”鲍教授说,一周的军训让整个人似乎脱了一层皮,但同时,又似乎让人脱胎换骨了。军训结束后,她似乎比任何时候都爱上了学习,因为较之军训,学习是很轻松很幸福的事,既能让你有收获又不是很劳累。

收获从来不会是轻而易举的
我初来美国时,家里只有100美金,这意味着下个月的生活费得自己打工赚取。”鲍教授谈及1990年大三从南京大学转而入读美国伊利诺州大学芝加哥分校化学系时说道。离开故土,入读新学校还要自己赚取生活费,让她真切地明白没有一样东西是轻而易举就能得到的,要获取首先必须全身心地付出,要成功必须奋斗。“独立生活是一笔宝贵的财富,它丰富了经历,给精神提供了养分,让你懂得了事事皆不容易,惟有拼搏、惟有奋斗才有成功的可能。”

人造皮肤具有广泛的应用领域
科学研究需要一个过程,绝不会朝夕之间取得质的突破。”2015年,鲍教授团队在《科学》杂志发表论文,描述了人造皮肤模拟触觉的机理。2016年,团队又在弹性纤维研究上取得突破,开发出的人造肌肉不但伸缩性十足,还拥有极强的自我修复能力。
所谓的人造皮肤,是由敏感度极高的电子感(electronic sensors)所组成,当感应器连成一片时,就形为“皮肤”。这种模拟人类皮肤的柔软塑料电子传感器件—人工电子皮肤,有望在假肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车安全和医疗器械等诸多方面获得广泛应用。鲍教授介绍,人造皮肤现已应用于医疗保健领域,比如测血压、测温度。一个类似于创可贴大小的柔性材料做成血压器贴在手臂上,便可通过手机APP传输信息,实现对各类人员的适时监控。此外,人造皮肤也可监测气体压力,在测量脑压、眼压等方面有所应用。
鲍哲楠介绍说:“人造皮肤服务于现实生活的前景非常广阔。一开始,我们是希望使机器人有触觉,比如机器人去扶一个人的时候,它会知道手要抓多紧;去拿一个东西的时候,它会知道需要多大的力气,但这只是其应用的一个方面。
在日常生活中,这种触觉的传感器,可应用的方面也有很多。比如,人造皮肤的灵敏传感器,可以用在手机和显示屏幕上,还有以后烧伤的病人,在皮肤移植之后,也能恢复触觉;还有一个可能的地方,就是驾驶的方向盘,如果安置了触觉传感器,在驾驶员很累没有扶住方向盘的时候,方向盘可以自动感知驾驶员的非正常行驶,然后发出提醒,这样也能减少交通事故。”
鲍教授领导研制的“灵敏”人造皮肤对机器人科学来说是一大迈进,同时这对人类皮肤移植术以及假肢感知力的改进也有很大帮助。
据介绍,鲍哲楠率领的研究团队在弹性纤维研究上取得突破,开发出的人造肌肉不但伸缩性十足,还拥有极强的自我修复能力。人造肌肉由高分子聚合物链条缠绕而成。链条中含有硅、氧、氮、碳等多种原子,还有铁盐。铁原子通过化学键和氧、氮原子相互连接,确保链条能够拉伸,却不容易被拉断。由于柔性材料是软的,所以其制成的电子器件穿戴在身上时,与器官联系更紧密、更服贴、更柔软、易拉伸,现在的机器人、机器鸟、机器鱼会振动类的动作,但应用了柔性材料的人工肌肉后,其动作会更精细、更准确。
这是南工继今年3月份与自然出版集团合作出版开放获取期刊npj Flexible Electronics以来,双方的又一项得要战略性合作。”南京工业大学校长、中国科学院院士黄维教授介绍道。此次国际研讨会共吸引了美国、澳大利亚、德国、西班牙、意大利、荷兰、新加坡、日本、韩国等十余个国家和地区的200多位专家学者与会,在6月6-8日两天时间内,举行近40场专题报告,为提升柔性电子领域学术影响力、探寻技术突破和应用前景,推动全球科学界的沟通与合作做出有益的贡献。
会上,澳大利亚工程院院士、蒙纳什大学程一兵教授介绍了柔性电子的前沿应用愿景,可是像印刷报纸一样印刷太阳能电池。他说,只要将导电有机材料变成墨水就可以实现太阳能电池印刷。印刷太阳能电池可以像晶硅电池一样发电、储电,这种电子器件最轻质、便携、廉价,安装方便。目前,实验室阶段1片薄膜/15秒,可以根据所需的不同器件采取套膜印刷,一般器件一般4层膜,1个微米以下。
南工名誉教授、英国牛津大学副校长Donal Bradley
教授是1989年国际第一例有机材料电致发光LED的三位发明者之一,是英国塑料电子学方面的五个权威学者之一。他认为柔性电子材料具有广阔的应用前景,可以实现生物系统与环境的互动,也就是柔性电子装置与人体器官间可以实现互动,可以实现逆转,其在医疗诊断、量化分析上等有诸多应用,但是朔料对氧气敏感,现在的技术难点是要找寻一个防止氧化的方法。在Bradley教授的带领下,英国帝国理工塑料电子研究中心的Paul N Stavrinou教授、Natalie Stingelin教授、John C De Mello等多位专家学者以PI的形式加盟南京工业大学牵头的国家级柔性电子材料与器件国际联合研究中心(CoFE)、教育部柔性电子国际合作联合实验室(LoFE),组建团队,正围绕有机柔性电子领域开展合作研究。