鮑哲楠：人造皮膚將會改變我們將來的生活

11月7日，第八屆騰訊WE大會召開。本次WE大會邀請到斯坦福大學化學工程系系主任、K.K.Lee化學工程教授鮑哲楠。

下面我們根據鮑教授的演講節選了部分內容：

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“我們最重要要解決的有三個問題，第一個是我們所用的電子材料，它們不可以再是剛硬的，因為如果是剛硬的材料放在身體上，當身體運動的時候，這些材料就會碎裂，就會斷裂，那就不可以再工作了。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，而且甚至可以自修復，甚至可以生物降解。

第二個挑戰是雖然我們有了這些材料，但是我們的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可以做成，讓這些人造的皮膚可以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可以處理這些信號的話，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。

前十六年的研究，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，我們有了重大的突破。

首先從材料的角度上來說，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，他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，要么它們化學鍵就會斷裂，使得電子器件就不再可以工作。所以我們提出了用這些可以自己修復的化學鍵去制作。

這些電子新型的電子材料，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，就有了可拉伸性可自修復性，甚至可以有生物降解的性能。

通過我們前面10年的研究，現在我們有一系列的電子材料，從導電的材料像金屬一樣的到半導體的材料，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，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，紅色的信號保持不變，說明他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，使得它可以當小蟲放在上面的時候可以檢測到小蟲的它的腿的位置。

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，就可以測出變形，使得我們可以分辨出是一個草莓還是在測一個蘋果。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，這樣子它的導電力就會變化。

好，現在有了傳感器，有了材料，我們最后需要做的一點是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。有了這個信號之后，我們還需要把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內，小老鼠可以正常的運動，正常的生活，證明這些人造皮膚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有一段時間。 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。

我現在可以非常有信心的說，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的溝通，可以使我們人和人之間更加多的互相的理解。”

完整的WE大會可以通過這個鏈接瀏覽到：https://v.qq.com/live/p/topic/99616/review.html

鮑哲楠，女，1970年出生于中國南京，化學家，美國國家工程院院士，斯坦福大學化學工程系教授。1987年考取南京大學化學系；1995年獲得美國芝加哥大學化學系博士學位后進入了貝爾實驗室任職；2001年獲得貝爾實驗室杰出研究人員稱號；2004年進入斯坦福大學化學系任教；2007年獲得斯坦福大學工程教學女教師優秀獎；2010年底作為創辦人之一的C3Nano公司在美國硅谷成立；2011年獲得影響世界華人大獎；2015年被選為《自然》雜志年度十大人物；2016年當選美國國家工程院院士；2017年獲得世界杰出女科學家成就獎。

鮑哲楠課題組主要致力于功能性有機和高分子材料的合成、有機電子設備的設計和制造以及有機電子產品的應用開發 ，運用化學，化學工程，生物醫學工程，材料科學與工程，物理學和電氣工程等多學科專業知識去解決實際問題。