■记者 沈春蕾
一袭丝绒长裙、一身优雅气质，鲍哲南和另外4位女科学家于日前一起摘获了2017年度“世界杰出女科学家奖”。
鲍哲南，美国斯坦福大学化学工程系华人教授，人造电子皮肤的发明者。正是因为有了她的发明，假肢使用者又能重新拥有触觉。她的研究致力于以电导材料替换传统聚合物，从而创造具备人体皮肤触觉功能的电子皮肤。鲍哲南告诉《中国科学报》记者：“这种皮肤的潜在应用即将问世。”
皮肤需要的传感器
鲍哲南向记者展示了其团队合成的一种弹性体材料，并介绍：“将这块聚合物装入电池中，电池内部就具备了用于存储和传输锂离子的所有材料。这种材料硬度很高，但如果用力拉它，又会展现出柔性和延展性。”
鲍哲南团队研制的材料还具有自我修复功能，她说：“如果我们切割它，然后再将它们重新放置在一起，断裂的化学键可以重新连接并将材料修复为一个整体。”
鲍哲南团队研发的材料不仅是高电导性和高透性的，这类材料还具有弯曲性、韧性和柔性。“我们的材料将来可用于制造柔性显示器。现在有一些导电材料可替代玻璃甚至塑料，但如果将其弯曲，可能会被折断或出现裂纹，而我们的材料强度非常高。”她补充道。
“我们始终在柔性电子材料领域寻找令人兴奋的新机会。”鲍哲南说。早在八九年前，鲍哲南团队就开始致力于传感器的开发工作，包括压力传感器和触觉传感器。其后，他们还开发出了温度传感器和湿度传感器。“突然有一天，所有的一切似乎都汇集起来，我联想到这些装置正是我们的皮肤所需要的传感器。”
来自柔性电子的挑战
硅在各行业的应用已有60多年的历史，尤其对半导体行业的发展做出了重大贡献。鲍哲南团队研发的目标不是取代硅，而是寻找新的可能性机遇。“这是一个美好的梦想，但要梦想成真通常意味着迎接挑战。”她感叹道。
鲍哲南不想为她的梦想设界，而是希望让梦想走得更远。“例如，我们的手具有感知和触摸能力。也许通过我们制造的这些人造皮肤，使我们的手也能‘看见’。”她说，“现在我们只能用眼睛看东西或通过触摸感知事物，如果我们制造出人造皮肤，也许我们不仅可以靠触摸感受，甚至可以靠触摸‘看’东西。”
在不久的将来，鲍哲南的人造皮肤主要应用是假肢，它可帮助失去四肢的人恢复触觉。鲍哲南希望自己开发的材料用于可穿戴电子设备，并完美贴合肌肤，仿若无物。“在某些情况下，我们甚至看不到它，但可穿戴电子设备可以测量人体或健康状况，并提供关于活动和健康状况的信息。”
鲍哲南想要的电子器件需要模拟人的皮肤的性能，该性能有拉伸性、自修复性，还有可以生物降解性，而现在的电子器件都是用硬性材料做的，很难实现这些性能。“要做成皮肤一样的电子器件，先要发明新的材料，也就是要从分子设计的方面去实现。”
鲍哲南解释道：“我们需要让这些材料可以感受，有知觉，有触觉，可以感受到周围的温度和不同的环境，所以我们设计了像金字塔一样形状的传感器，这个金字塔传感器具有很高的灵敏度，如果温度改变，电信号也会改变。”
鲍哲南团队在研发柔性材料过程中遇到的最大挑战是将上述电信号通过神经中枢传输到大脑，然后大脑必须理解这些电信号，所以这些电信号需要有一定的传输方式和形状。“那我们还需要设计一些电子电路，将测试到的信号变成大脑可以理解的信号，并且在动物大脑中成功演示。”
在鲍哲南看来，人造皮肤的愿景可以使她战胜挑战，梦想成真。
改变人类生活的研究
“人造皮肤既可以造福人类，也可以大大拓宽柔性电子这个领域，而且有可能颠覆整个电子工业的发展前景，所以我选择了这个方向。”鲍哲南说。
鲍哲南表示：“我做科研的目标并不是得某个奖，而是希望能够用做出来的研究成果去帮助人类。”
