人工电子皮肤之母，鲍哲南院士！

小奇

2020-11-27

鲍哲南教授的研究领域包括功能有机高分子材料的合成、有机电子器件的设计与制造、有机电子器件的应用开发等。这些研究方向具有多学科交叉性，涉及的概念和专业知识包括化学，化学工程，生物医学工程，材料科学和工程，物理，和电气工程等。目前课题组感兴趣的器件包括有机/碳纳米管薄膜晶体管、有机光伏电池、化学/生物传感器和分子开关等。这些器件一方面作为基本电荷传输和光物理研究的表征工具，另一方面可用于纳米尺寸电子器件、新型能源、低成本和大面积的柔性电路、显示器和一次性传感器等领域。 

鲍哲南 教授

下面，奇物论编辑部简要总结了鲍哲南教授课题组近年来发表在Nature/Science正刊上的研究论文，供大家交流学习。

首先介绍的是，今天发表在Science上的最新研究成果：（详情看纳米人报道：燃！鲍哲南等人今日2篇Science，柔性电子皮肤未来可期！）

1. Science：人工多峰离子受体的IEM皮肤

考虑到离子导体是一种与离子液体混合的弹性体， Unyong Jeong和鲍哲南等人巧妙地利用离子导体的离子弛豫动力学消除了应变和温度测量的耦合，并开发了由一系列人工多峰离子受体组成的IEM皮肤。IEM皮肤由薄薄的离子导体层和两层正交图案化的可拉伸电极条之间的夹层制造，在顶部和底部电极之间，可形成毫米大小的人工受体像素化矩阵。

Insang You et al. Artificial multimodal receptors based on ion relaxation dynamics. Science 2020, 370, 961-965.

https://science.sciencemag.org/content/370/6519/961

在今年3月份，鲍哲南团队还联合了光遗传学之父在Science发表了关于电活性聚合物自组装的重磅研究。（详情点击：鲍哲南院士、光遗传学之父等Science：功能材料实现在动物体内靶向聚合组装）

2. Science：功能材料实现在动物体内靶向聚合组装

斯坦福大学光遗传学之父Karl Deisseroth和鲍哲南院士等人展示了根据特定细胞类型制造的聚苯胺（PANI）导电聚合物的体内聚合，并改变了细胞膜的电性能。在活细胞、组织和动物体内的基因特定的细胞元素上实现了电活性聚合物的化学组装。这种方法可以在生物系统中创建多样化、复杂和功能化的结构和材料。

LiuJ, et al. Genetically targeted chemicalassembly of functional materialsinliving cells, tissues, and animals.Science. 2020;367(6484):1372-6.

https://science.sciencemag.org/content/367/6484/1372

时间再往回点，回到2018年，鲍哲南团队在Nature/Science各发表了一篇。

3. Science：让机器人有触觉

斯坦福大学鲍哲南、首尔大学Tae-Woo Lee以及南开大学徐文涛团队合作报道了一种基于柔性有机电子器件的高灵敏度仿生触觉神经系统，可以从多个触感接收器接受信息，然后将这种信息运输到传出（马达）神经，完成一种复合的生物电子反射弧。这种人工神经触觉系统具有高灵敏度，即便是蟑螂腿的运动，也能快速感知。

Yeongin Kim, et al. Abioinspired flexibleorganic artificial afferent nerve. Science 2018, 360,998-1003.

https://science.sciencemag.org/content/360/6392/998

4. Nature：可伸缩的电路元件

柔性电子产品具有一系列潜在的医疗应用，尤其是对于需要与人类无缝集成的设备而言。但是要充分利用此类系统，理想情况下，电路必须像人类皮肤一样具有可伸缩性和柔性。鉴于此，鲍哲南等人首次研发出皮肤一样属性的可拉伸集成电路元件，他们展示了一种可扩展的制造工艺，其中，此类材料可用于生产大面积、类皮肤的电子电路，该电路可以弯曲和拉伸，同时保留其所需的电子功能。

Wang, S., et al. Skin electronics from scalable fabrication of an intrinsically stretchable transistor array. Nature 555, 83–88 (2018).

https://doi.org/10.1038/nature25494

在2017年，鲍哲南团队发表了1篇Science研究论文和1篇Nature评述文。

5. Science：纳米限域助力可穿戴电子器件！

斯坦福大学鲍哲南等人报道了一种对半导体聚合物进行纳米限域的方法，利用纳米尺寸效应和界面效应使导电高分子在器件层面的力学性能和导电性同时得到增强。利用基础研究对纳米限域效应的认识，解决了柔性电子器件中力学性能和电学性能的平衡问题，并将对电子皮肤的进一步发展提供借鉴。

Jie Xu, et al. Highly stretchable polymersemiconductor films throughthe nanoconfinement effect. Science 2017, 355,59-64.

DOI:10.1126/science.aah4496

https://science.sciencemag.org/content/355/6320/59

6. Nature：带上bodyNET，扩展感知力！

该评论文主要是讲述一种称为bodyNET的技术，它可以将与我们的身体融为一体，以扩展我们的感知力。智能手机和手表都会给bodyNET让路，这是一种将传感器，屏幕和智能设备组成的网络，这些传感器被编织到我们的衣服中，戴在我们的皮肤上并植入到我们的身体中。孕妇可能会戴着微型生物识别传感器来监视婴儿的心跳，该传感器显示在贴在她皮肤上的胶片上。她可以将脚踢无线传送给父亲，这样他就可以体验到“触觉”（提供触觉反馈的界面）在他肚子上产生的振动。

Bryant Chu, et al., Bring on the bodynet. Nature 549, 328–330 (21 September 2017)

DOI:10.1038/549328

鲍哲南教授简介

鲍哲南，女，1970年出生于中国南京，化学家，美国国家工程院院士，斯坦福大学化学工程系教授。1987年鲍哲南考取南京大学化学系；1995年获得美国芝加哥大学化学系博士学位后进入了贝尔实验室任职；2001年获得贝尔实验室杰出研究人员称号；2004年进入斯坦福大学化学系任教；2007年获得斯坦福大学工程教学女教师优秀奖；2010年底作为创办人之一的C3Nano公司在美国硅谷成立；2011年获得影响世界华人大奖；2015年被选为《自然》杂志年度十大人物；2016年当选美国国家工程院院士；2017年获得世界杰出女科学家成就奖。2018年起任斯坦福大学化学工程系系主任（化学工程学院院长）。

鲍哲南院士课题组的研究范围包括化学、材料科学、能源、纳米电子学和分子电子学，有机和高分子半导体材料、传感材料、有机半导体晶体管、有机太阳能电池、电子纸、人工电子皮肤。因在人工电子皮肤领域做出了重大贡献，被称为“人工电子皮肤”之母。鲍哲南院士所获荣誉与奖项数量众多，在此不一一介绍，详情可参见：http://baogroup.stanford.edu/index.php/zbao

课题组链接：

http://baogroup.stanford.edu/