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11月7日，2020騰訊科學WE大會在線上舉辦。　　來自四洲六國的七位頂尖科學家，帶來了從人造皮膚到異種培育器官，再從腦機接口到宇宙各領域的最新探索和分享。疫情之下，科學家們帶來了更多拓展人類認知的“新發現”，小到人類本身，大到宇宙萬物。　　其中，斯坦福工程學院化工系系主任鮑哲南分享了她在電子皮膚領域的最新設想和研究進展。鮑哲南幾年前曾提出過一個設想：電子工業將會有一個巨大的改變，我們將會用像人造皮膚一樣的電子器件讓我們人和人之間溝通。　　在鮑哲南看來，電子皮膚也必須是像人的身體一樣，可以覆蓋在身體上而不會束縛人的運動，同時也不會碎裂，這個電子皮膚在身體上的時候也必須要能夠工作。基于此，電子皮膚必須要解決三個問題：第一，電子皮膚所用的電子材料不能再是剛硬的，因為剛硬的材料放在身體上，當身體在運動的時候，這些材料就會斷裂。所以必須把這些材料做成像皮膚一樣的柔軟，像皮膚一樣可以拉伸，甚至可以自修復，可以生物降解。第二，這些材料還需要把它們做得真正可以感受到不同的物體。第三，我們的皮膚可以感受到不同的知覺，使用電子皮膚的話，如果我們的大腦不能處理這些信號的話，還是沒有感覺，所以皮膚的信號或者人造皮膚的信號需要能夠和人體結合起來。　　鮑哲南透露，現在已經把它植入小老鼠的身體小老鼠可以正常地運動，正常地生活證明這些人造皮膚是確實是可以和生物體系相容的。　　以下為鮑哲南教授演講全文：　　大家好，我是鮑哲南，斯坦福工程學院化工系系主任，K.K.Lee教授。　　首先我想問一個問題，你今天有沒有帶你的手機？如果我們將來的生活根本沒有手機會是怎樣的？　　這是我們幾年前提出的一個大膽的設想，我們認為手機的功能會融入到我們所穿的衣服當中，我們所貼在身上的電子器件和我們所種植到體內的電子器件中。這將是我們人和人之間，人和環境之間交流的方式。我們認為將來的電子工業將會有一個巨大的改變，我們將會用像人造皮膚一樣的電子器件讓我們人和人之間溝通，這就是我們所說的電子皮膚的理念。　　在25年前，當我開始我生平的第一個科學生涯的時候，我當時就有一個夢想。我的夢想是，將來所有的電視屏幕都會變成可折疊性的。我們可以放在口袋里，也可以隨時隨地拿出來用。但是，在25年前，你可以想象，我們還沒有手機。當時如果要做成折疊的這些電子器件，我們沒有任何可用的材料。從那時起，我們就開始設計新的材料，去發現怎樣能夠把折疊屏幕做成柔性的。經過8年的研究，我們做出了世界上第一款可以折疊的屏幕。　　我一生當中最好的記憶是當我把我的小孩抱在懷中的時候，輕輕撫摸他的柔軟的小手和小臉的時候。你可以想象嗎？做媽媽的不可以撫摸她的孩子，或者你在廚房里面做飯的時候，即使被燙到也不知道，這就是戴著假肢的沒有感覺的病人每天所經歷的。但是你又會說，那這和可折疊的屏幕又有什麼關系呢？　　其實我們人的身體不是一條直線，是一個彎曲的形狀。所以你可以看到如果我們的電子皮膚也必須是像人的身體一樣，可以覆蓋在身體上而不會束縛人的運動，同時也不會碎裂，這個電子皮膚在身體上的時候也必須要能夠工作。　　我們最重要要解決的有三個問題。第一個我們要解決的問題是，我們所用的電子材料不能再是剛硬的。因為剛硬的材料放在身體上，當身體在運動的時候，這些材料就會斷裂而不能夠工作。所以我們必須把這些材料做成像皮膚一樣的柔軟，像皮膚一樣的可以拉伸，甚至可以自修復、甚至可以生物降解。　　第二個挑戰是雖然我們有了這些材料，但是我們人的皮膚可以感知到壓力，可以感知到溫度，可以感知到細膩的不同的物體。這些材料還需要把它們做得讓這些人造皮膚真正可以感受到不同的物體。　　最后，即使這些傳感器可以接收信號，就像我們的皮膚可以感受到不同的知覺，但是如果我們的大腦不能處理這些信號的話，還是沒有感覺。所以皮膚的信號或者人造皮膚的信號需要能夠和人體結合起來。前16年的研究著重解決這三個最重要的問題，非常感謝我的學生們和合作者們，我們有了重大突破。　　首先從材料的角度來講，我們需要通過分子的設計去得到不同的材料。我們知道原子是形成分子的，當分子排列成不同的序列的時候，它們會給分子不同的性能。比如說，金屬性能或者可拉伸性的性能。當我們有了分子的設計，然后用化學反應去制作出材料的時候，我們才可以去實現不同的性能。但是如果這些分子所做成的材料是剛硬的材料，當人體在運動的時候，這些材料要么會束縛人的運動，要么它們的化學鍵就會斷裂，那使得這個電子器件就不能再工作。　　所以我們提出了用那些可以自己修復的化學鍵去制作這些新型的電子材料。使得我們所得到的電子材料即使其中的化學鍵斷裂之后，它們也會自己重新修復，就有了可拉伸性和自修復性，甚至可以有生物降解的性能。這是我們所做的一款可以拉伸性的材料，你可以看到即使用針去刺在上面，它也不會碎裂。這個是我們做的另外一個材料，是可以自修復性的。這個材料，當我們去切它的時候，它的化學鍵會斷開。但是當兩個材料被放在一起的時候，化學反應立刻在室溫下又進行使得化學鍵又重新產生。那這個材料現在你可以看到，很快地就恢復它原來的性能。通過我們前面十年的研究，現在我們有一系列的電子材料，從導電的像金屬一樣的材料到半導體的材料，還有是可以拉伸性的，也可以是自修復性的，也可以是生物降解性的。　　所以有了這些材料，我們現在可以去開始做一些電子電路。比如說，這個電子電路，它是排列成陣列型的，同時你看到的紅色的曲線就是它發出的電信號。當我們去拉伸它扭曲它，或者甚至放在釘子上，它也照常可以工作。那個紅色的信號保持不變，說明它還是在正常的運作當中。我們也需要去開發一些光化學的研究，使得我們可以把材料做成陣列型的。這樣我們才可以做成一個小的新的人造皮膚，使得它可以當這個小蟲放在上面的時候，可以檢測到這個小蟲的腿的位置。　　有了材料之后，我們下一步所需要做的是將這些材料做成靈敏的傳感器。它既需要有靈敏度，也需要可以分辨不同的外界的信號。我們早期開發的一個可以測壓力的傳感器，是用小的金字塔做成的形狀。當塔尖接受到壓力的時候，塔尖會變形，使得電信號改變。但壓力更加大的時候，塔底也會變形，使得電信號的改變更加大，這樣我們就可以測出不同的壓力。　　當把這樣的傳感器放在機器的手上的時候，這個機器手就可以去觸摸這個紅莓也不把它弄碎。當我閉著眼睛的時候，我們的手去觸摸一個玩具熊，或者去觸摸一個蘋果，我可以分辨出來。這是因為不單我的手可以感覺到壓力，而且我的皮膚還會變形，變形的時候就可以知道是不同的物體。所以在我們的壓力傳感器上，我們再加一層可以變形的薄膜，就可以測出這個變形，使得我們可以分辨出是一個草莓還是再測一個蘋果。(至于)溫度傳感器，我們設計了一個材料，當溫度升高的時候，這個材料會膨脹。膨脹了之后里面的金屬顆粒就分得更加遠，那這樣子，它的導電力就會變化。　　現在有了傳感器有了材料，那我們最后需要做的一點，所接收到的信號讓我們的大腦可以理解。我們大腦所接受的從皮膚來的信號是電的脈沖信號，所以我們所做的人造皮膚也必須能夠把傳感器所得到的信號改變成這樣子的脈沖的信號。那有了這個信號之后，我們還需要把這個電信號直接接到我們的神經，通過神經才可以傳輸到大腦。所以人造皮膚必須非常柔軟，必須不傷害到我們的神經或者大腦。　　現在我們已經把它植入小老鼠的身體，小老鼠可以正常地運動，正常地生活，證明這些人造皮膚是確實是可以和生物體系相容的。這些人造皮膚要真正用到人的身上還會需要一段時間，但是最重要的這些理念我們現在已經可以證實。經過我們前面的所有的這些研究，我們現在已經有一系列的材料和電子器件，使得我們可以證實人造皮膚是可以做成的。　　我們解決了最基本的問題，但是還有很多問題需要繼續解決，繼續研究。但是這個理念已經被證實，同時人造皮膚也給我們帶來了很多意想不到的新的啟發。當新生的嬰兒出生的時候，或者甚至早產的嬰兒，他們非常非常脆弱。他的小膀子就像我的手指一樣的粗細，如果要監測他的血壓，需要用一個像釘子一樣的針，刺進他的血管，對他會有很大的傷害，所以醫生經常選擇不去測他的這些信號。但是對嬰兒的身體的檢測，會缺少非常重要的信息。所以我們用人造的皮膚，現在可以做成連續的、測量血壓的，輕輕地貼在嬰兒身上的這樣的血壓計。　　Primers是一個我幫助一起成立的公司，就是希望用人造皮膚去幫人類解決一些以前不可以解決的問題。鋰電池要用在電動汽車上，現在它還達不到所要的功能和所要的安全。但是我們發現用我們的自修復材料，其實可以使得這些鋰電池變得更加穩定，而且是可以高能量的儲電，所以這個是人造皮膚研究當中給我們帶來的意想不到的一些新的發現。　　我現在可以非常有信心地說，人造皮膚將會改變我們將來的生活。可以使得我們人和人之間更加多地溝通，可以使我們人和人之間更加多地互相的理解。人造皮膚的研究也使我們學到了做研究的方式。現在我的課題組有化學家、生物學家、物理學家，也有電子工程師和機械工程師，大家并肩在一起做研究。同時，我們的研究人員來自世界各個不同的國家。我堅信只有在一個非常包容的環境，才可以使得我們更加有想象力，更加有創造力，才使得我們可以去解決世界上最難解決的科學問題。　　謝謝大家！關注同花順財經（ths518），獲取更多機會

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