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鲍哲南:天然电子皮肤不是梦想 将来不再有智能机

发布者:马龙
导读出品|迷信家说栏目组采访|网易科技 崔玉贤【她是谁】鲍哲南,鲍哲南是斯坦福大学K.K. Lee 化学工程学教授、化学教授和资料迷信与工程教授。她是斯坦福大学可穿戴电子中心开创人和主任. 在2004年参加斯坦福大学之前,她是1995-2004年朗讯科技贝尔实验室出色技术人员。鲍哲南是美国国度工程院院士和国度创造研讨院的院士。鲍哲南由于她在天然电子皮肤上的任务至关重要被选为“自然”杂志2015年十大科

鲍哲南:人造电子皮肤不是幻想 未来不再有智能机

出品|迷信家说栏目组

采访|网易科技 崔玉贤

【她是谁】

鲍哲南,鲍哲南是斯坦福大学K.K. Lee 化学工程学教授、化学教授和资料迷信与工程教授。她是斯坦福大学可穿戴电子中心开创人和主任. 在2004年参加斯坦福大学之前,她是1995-2004年朗讯科技贝尔实验室出色技术人员。

鲍哲南是美国国度工程院院士和国度创造研讨院的院士。鲍哲南由于她在天然电子皮肤上的任务至关重要被选为“自然”杂志2015年十大科技人物。她取得了2017年美国化学会使用聚合物迷信奖,美国化工学会2014年Andreas Acrivos 化学工程专业提高奖。

【精彩言论】

1、用电子皮肤一样的电子资料来做电子器件,不再是一个科幻的梦想,而是一个能够完成的事情。

2、电子皮肤是电子工业开展的一个趋向,可以激起我们的考虑,让我们有更多的想象空间,可以激起创造出新的资料和新的技术。

3、电子器件就像皮肤一样,可以贴在我们的身体外表或许种植在皮肤上面,或许在身体外面,这样的传感零碎就会像我们人的皮肤一样,可以协助我们的生活和协助我们更好的了解本人的身体情况。

4、下一代的电子不光是柔性的,而且有可拉伸性、自修复性还有生物降解性,我们以为电子皮肤是将来电子工业开展的一个不可防止的趋向。

5、电子皮肤还在起始阶段,愈加需求根底的研讨,从资料方面、工艺方面去研讨这些新型的电子资料它们的电学功能和力学的关系,和怎样设计资料可以使得我们到达好的电学功用,也有好的力学功用。

【注释】

某天早上,身上的电子皮肤会将你轻柔唤醒,通知你明天的体征正常,可以开启新一天的任务;当你刷牙时,镜子会通知你明天的天气和温度,应该穿什么样的衣服,假如感兴味的话,还可以通知你明天的新闻是什么;出门时不必想着带钥匙、拿手机…………

一切的这一切都不再只是想象,鲍哲南教授近期在柔性电子范畴的打破让人类离这样新型科技社会更进了一步。正如鲍哲南教授所说,智能手机是如今,而天然电子皮肤是将来,是下一代电子工业开展的方向,而且是不可防止的一个趋向。

2018年2月份,在英国《自然》杂志上,鲍哲南科研团队宣布他们在柔性电子范畴完成了制造工艺的新打破,初次成功开收回易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列。

“为了完成新形式的电子器件和最终电子产品,我们先从开展新电子资料开端,有了电子资料后还要把工艺做出来。”鲍哲南解释道:“集成电路外面有很多层的不同的资料,这些不同的资料都必需要可以做成很小的不同外形,然后一层要叠加在另一层上,整个工艺有几十步到上百步的步骤,所以把工艺做成有很多技术上的难度。”

制造工艺的研发之路并不复杂,据鲍哲南泄漏团队也是研讨了8-10年的工夫才把工艺做成。

“这个的意义十分严重。之所以十分严重是由于以前大家做的都是柔性电子,电子皮肤以前还不可以有拉伸性,而且不可以有集成电路。但集成电路对电子器件来说至关重要,由于显示屏幕、传感和计算都需求集成电路。而在柔性电子皮肤方面,这是第一次做到了这样的集成电路。”

这一步的成功证明了电子皮肤一样的电子资料来做电子器件是一个可以完成的事情,而不再是一个科幻的梦想。虽然目前只是集成了几十个晶体管到上千个晶体管,但至多人来曾经开端迈出第一步。

关于将来电子皮肤的开展,鲍哲南已经说过智能手机是如今,但未来将会是由天然电子皮肤完成的BodyNet人体网络。因而,电子皮肤是未来电子工业开展的一个方向和趋向,可以激起人类的考虑,让人类有更多的想象空间,可以创造出新的资料和新的技术。

“比方触觉传感器,可以做一种可测血压的产品;还有一些可拉伸性的资料,有十分强的硬度和十分好的自修复性功用,这些资料可以用到锂电池里,使得锂电池可以有高容量,而且可以继续充放电工夫更久。这些是晚期可以完成的一些使用。”鲍哲南举例道。

以下是对鲍哲南教授的采访实录:

1、可以分享一下《nature》宣布柔性电子范畴的一大打破的背景和研发进程吗?

鲍哲南: 这是我们多年的积聚而做成的,其次要是第一次做成可拉伸性的无机半导体的集成电路,这个意义十分严重。之所以十分严重是由于以前大家做的都是柔性电子,电子皮肤以前还不可以有拉伸性,而且不可以有集成电路,集成电路的重要性就是一切的电子器件需求晶体管集成起来,才可以完成如做显示屏幕、做传感、计算的功用。在做柔性电子皮肤电子器件方面,这是第一次做到了这样的集成电路。

虽然我们的集成还只是做到可以有几十个晶体管到上千个晶体管,但是这是一个起始点。

2、这一项目历经了多长工夫?时期遇到了怎样的困难,遇到了哪些瓶颈?如何完成的打破?

鲍哲南: 其实我们是在做一种新形式的电子器件和最终电子产品,我们需求从开展资料开端,有了这些新的电子资料之后,还需求再把工艺可以做出来。集成电路外面有很多层的不同的资料,这些不同的资料都必需要可以做成很小的不同外形的资料,然后一层要叠加在另一层上,整个工艺有几十步到上百步的步骤,所以把工艺做成有很多技术上的难度。这些都是经过后面八到十年的研讨,才做到明天这样子的后果。

3 、这一项目是初次成功开收回更易量产的高密度、高灵敏度、可拉伸晶体管阵列,这一研讨的意义是什么?

鲍哲南: 就像我后面说的,电子产品都是需求有很多晶体管集成在一同,才可以有它的功用。所以可以走到这一步证明用电子皮肤一样的电子资料来做电子器件,是一个可以完成的事情,而不再是一个科幻的梦想。电子皮肤的完成只是工夫成绩,把这个集成越做越大,功用越做越多,我们证明了第一步。

4、电子皮肤在理想中开展到怎样的阶段了?

鲍哲南: 电子皮肤作会是未来最终电子工业开展的一个方向和一个趋向,可以激起我们的考虑,有更多的想象空间,可以创造出新的资料和新的技术。

但是这些资料和技术在近期也会有一些十分有价值的使用,比方触觉传感器,可以做一种可测血压的产品;还有一些可拉伸性的资料,有十分强的硬度和十分好的自修复性功用,这些资料可以用到锂电池里,使得锂电池可以有高容量,而且可以继续充放电工夫更久;这些都是晚期可以完成的一些使用。

5、电子皮肤如何改动我们的生活?

鲍哲南: 我觉得电子皮肤是电子工业的革新性的方向,根本的理念就是把传感和信号处置,和信号传输结合在一同,但是这些电子器件并不是像如今已有的比方说可穿戴的手表,而是说就像皮肤一样,可以贴在我们的皮肤外表或许种植在皮肤上面,或许在身体外面,这样的话整个这些传感零碎就会像我们人的皮肤一样,跟人十分接近,可以协助我们的生活和协助更好的了解身体情况。假如不是在人的身上,也可以是在修建物外表,可以在飞机外表,或许是在机器人的身体外表。

所以这个理念可以运用在各种不同的体系外面,都包括传感和信号处置和信号传输,这个是我们的最根本的理念。

电子皮肤我们以为这个是将来电子工业开展的一个不可防止的趋向。

6、电子皮肤要落地完成需求完成哪些打破?还有哪些成绩?

鲍哲南: 其实这个范畴还是正在起始阶段。

从根底学科的角度来说,需求愈加多的根底的研讨,从资料方面、工艺方面去研讨这些新型的电子资料的电学功能和力学的关系,和怎样设计资料可以使得我们到达好的电学功用,好的力学功用,这些都是新的资料设计的应战,需求很多根底研讨。

然后从工艺的角度上,虽然我近一年来,国家加大了对于互联网金融的管理力度,各种管理政策不断出台,不少业内人士对于互联网金融都保持着谨慎看好的态度,但是安方丹却保持了乐观的态度,她认为,互联网金融行业在当前是“风口上的大象”,技术正是这股风的原动力。们最近自然杂志上宣布了第一个集成新型资料,但是这个只是起始阶段,还需求进一步完成更复杂、更大型的集成电路方式。

从使用的角度下去说,电子皮肤可以像科幻电影一样,可以是一个十分复杂的就像人的皮肤一样,十分复杂的零碎。但还是需求可以找到一个使用的道路图,道路图必需要先从复杂的使用动身,使用一些已有的创造出来的资料和器件,这样先有复杂的使用制造出产品,然后渐渐再到愈加越来越复杂的零碎性的使用,所以开发这样的使用前景也是一个十分重要的方向,需求去研讨。

7、大家运用的智能手机都在提柔性电子屏幕,关于这些研讨和使用,您有何看法?

鲍哲南: 关于柔性电子屏幕和手机,这个我觉得是不可阻挠的趋向,二十年前我在贝尔实验室开端研讨的时分,那时分在设立柔性电子的将来。那时分柔性电子是一个科幻型的将来,但是如今柔性电子曾经可以看到是必定会完成的,只是一个工夫成绩,这些所提到的公司,他们应该会在比拟近期内就可以完成这个。

所以天然电子皮肤,是再下一代的电子,这些电子不光是柔性,而且有可拉伸性、自修复性还有生物降解性,所以这是未来的电子工业开展的一个趋向。

我觉得是如今天然皮肤的开展,就像我刚刚20年前开端做柔性电子那时分的一个情形,如今正是一个范畴起始的阶段,所以令人十分兴奋,由于有很多风趣的迷信成绩需求处理,这个是之所以我们着重在这个方向。

8、石墨烯不断是个热词,您怎样对待石墨烯在电子方面的使用与开展?

鲍哲南: 电池的研讨之所以我的课题组会介入这个,是由于电子皮肤一切的电子器件能量的来源是一个必不可少的,所以我们所处理的成绩外面有集成电路,但是集成电路或许这些显示屏幕都需求有电池来给它提供电源,所以这个是我们必需要思索的成绩。而这些电源的话,假如我们把集成电路做成像人的皮肤一样可拉伸性,这些电池也得有一定的可拉伸性,也像皮肤一样。所以这个又是新的应战,但是从资料研讨方面,很多资料是可以相互自创的,所以我的研讨课题组也有一局部研讨是努力于可拉伸性的电池和一些以后电动汽车的电池的研讨。

关于石墨烯的研讨来说,石墨烯是一个十分风趣的资料,我觉得最重要的是要开掘这个资料的优越性和缺陷,找到适当的中央,这个资料最合适的使用的中央。所以石墨烯我觉得由于它有很多很特殊的功能,如今的根底研讨让我们愈加理解这个资料的功能,只要经过这些根底研讨,我们才可以晓得在什么中央石墨烯是最合适使用的。从这个根底研讨如今曾经失掉了很多很重要的信息,所以如今能够是一个在转机的进程中,从根底研讨可以剖析什么样的中央使用这些资料是最合适的。