鲍哲楠：人造皮肤将会改变我们将来的生活

11月7日，第八届腾讯WE大会召开。本次WE大会邀请到斯坦福大学化学工程系系主任、K.K.Lee化学工程教授鲍哲楠。

下面我们根据鲍教授的演讲节选了部分内容：

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“我们最重要要解决的有三个问题，第一个是我们所用的电子材料，它们不可以再是刚硬的，因为如果是刚硬的材料放在身体上，当身体运动的时候，这些材料就会碎裂，就会断裂，那就不可以再工作了。所以我们必须把这些材料做成像皮肤一样的柔软，像皮肤一样的可以拉伸，而且甚至可以自修复，甚至可以生物降解。

第二个挑战是虽然我们有了这些材料，但是我们的人的皮肤可以感知到压力，可以感知到温度，可以感知到细腻的不同的物体，这些材料还需要把它可以做成，让这些人造的皮肤可以真正可以感受到不同的物体。最后即使这些传感器可以接收信号，就像我们的皮肤可以感受到不同的知觉，但是如果我们的大脑不可以处理这些信号的话，还是没有感觉。所以皮肤的信号或者人造皮肤的信号需要能够和人体结合起来。

前十六年的研究，着重解决这三个最重要的问题。

非常感谢我的学生们和合作者们，我们有了重大的突破。

首先从材料的角度上来说，我们需要通过分子的设计去得到不同的材料。我们知道原子是形成分子的，当分子排列成不同的序列的时候，他们会给分子不同的性能，比如说金属性能或者可拉伸性的性能。当我们有了分子的设计，然后用化学反应去制作出材料的时候，我们才可以去实现不同的性能。但是如果这些分子所做成的材料是刚硬的材料，当人体在运动的时候，这些材料要么会束缚人的运动，要么它们化学键就会断裂，使得电子器件就不再可以工作。所以我们提出了用这些可以自己修复的化学键去制作。

这些电子新型的电子材料，使得我们所得到的电子材料，即使其中的化学键断裂之后，它们也会自己重新修复，就有了可拉伸性可自修复性，甚至可以有生物降解的性能。

通过我们前面10年的研究，现在我们有一系列的电子材料，从导电的材料像金属一样的到半导体的材料，还有是可以拉伸性的，也可以是自修复性的，也可以是生物降解性的。所以有了这些材料，我们现在可以去开始做一些电子电路，比如说这个电子电路，排列成阵列型的同时你看到的红色的曲线就是它发出的电信号，当我们去拉伸它，扭曲它或者甚至放在钉子上，它也照常可以工作，红色的信号保持不变，说明他还是在正常的运作当中，我们也需要去开发一些光化学的研究，使得我们可以把材料做成阵列型的，这样我们才可以做成一个小的新的人造皮肤，使得它可以当小虫放在上面的时候可以检测到小虫的它的腿的位置。

有了材料之后，我们下一步所需要做的是将这些材料做成灵敏的传感器，它既需要有灵敏度，也需要可以分辨不同的外界的信号。我们早期开发的一个可以测压力的传感器，是用小的金字塔做成的形状，当塔尖接受到压力的时候，塔尖会变形，使得电信号改变，但压力更加大的时候，塔底也会变形，使得电信号的改变更加大，这样我们就可以测出不同的压力。当把这样的传感器放在机器的手上的时候，这个机器手就可以去触摸红莓，也不把它弄碎。

当我闭着眼睛的时候，我们的手去触摸一个玩具熊或者去触摸一个苹果，我可以分辨出来这是因为不单我的手可以感觉到压力，而且我的皮肤还会变形，变形的时候就可以知道是不同的物体。所以在我们的压力传感器上，我们再加一层可以变形的薄膜，就可以测出变形，使得我们可以分辨出是一个草莓还是在测一个苹果。温度传感器，我们设计了一个材料，当温度升高的时候，这个材料会膨胀，膨胀了之后里面的金属颗粒就分得更加远，这样子它的导电力就会变化。

好，现在有了传感器，有了材料，我们最后需要做的一点是所接收到的信号让我们的大脑可以理解。我们大脑所接受的从皮肤来的信号是电的脉冲信号，所以我们所做的人造皮肤也必须能够把传感器所得到的信号改变成这样子的脉冲的信号。有了这个信号之后，我们还需要把电信号直接接到我们的神经，通过神经才可以传输到大脑。所以人造皮肤必须非常柔软，必须不伤害到我们的神经或者大脑。现在我们已经把它植入小老鼠的身体内，小老鼠可以正常的运动，正常的生活，证明这些人造皮肤确实是可以和生物体系相容的。

这些人造皮肤要真正用到人的身上还会需要有一段时间。 但是最重要的这些理念，我们现在已经可以证实，经过我们前面的所有的这些研究，我们现在已经有一系列的材料和电子器件，使得我们可以证实人造皮肤是可以做成的。

我现在可以非常有信心的说，人造皮肤将会改变我们将来的生活，可以使得我们人和人之间更加多的沟通，可以使我们人和人之间更加多的互相的理解。”

完整的WE大会可以通过这个链接浏览到：https://v.qq.com/live/p/topic/99616/review.html

鲍哲楠，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。

鲍哲楠课题组主要致力于功能性有机和高分子材料的合成、有机电子设备的设计和制造以及有机电子产品的应用开发 ，运用化学，化学工程，生物医学工程，材料科学与工程，物理学和电气工程等多学科专业知识去解决实际问题。