本地时光 4 月 22 日，美国艺术与科学院（American Academy of Arts & Sciences，简称 AAAS）颁布了新一批院士的名单，个中美国斯坦福大年夜学传授鲍哲南被选。因为鲍哲南传授已于2016年被选美国国度工程院院士，是以她现已成为美国国度工程院和美国艺术与科学院两院院士。
AAAS 院士由美国艺术与科学院在 1781 年初次评选，每年进行院士增选。美国艺术与科学院是美国汗青最悠长的院士机构及地位最为崇高的荣誉集团之一，也是进行自力政策研究的学术中间，首任院长为美国第一任副总统及第二任总统约翰 ? 亚当斯。
鲍哲南传授是柔性电子范畴的泰斗级人物。她所从事的关于“人造皮肤”的研究，取得了世人注目标成果，被媒体称为当当代界化学工程范畴的“黑科技”。2018年，鲍哲南传授团队在柔性电子范畴实现了制造工艺的飞跃，初次成功开辟出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列（OTFT），这一成果在电子皮肤等研究中具有冲破性意义。
鲍哲南的父亲鲍希茂是南京大年夜学物理系传授，他老是鼓励鲍哲南思虑和提问，并引导鲍哲南先本身找问题找谜底，然后再做实验证实。
有一次，父亲带鲍哲南去玄武湖玩，她当时在吃冰棍，爸爸随口问她：“冰棍落到水里是会浮起来照样沉下去？”11岁的鲍哲南想当然地答复：“肯定会沉下去。”父亲就鼓励她本身验证一下。鲍哲南把冰棍扔到水里，却看到它分明是浮在水面上的，惊呼：“为什么？”父亲笑而不答，让她本身去研究。鲍哲南后来才搞清楚，本来是因为冰的密度比水小。带着一份摸索未知世界的好奇心，鲍哲南17岁就考入了南京大年夜学化学化工学院。
1990年，鲍哲南随姐姐来到美国。当时她还不满20岁，一边在伊利诺伊大年夜学芝加哥分校进修，一边打两份工保持生计。她应用正午的空当去给一家公司做兼职调研员，须要挨家挨户地敲门。晚高低学后，鲍哲南还要去中餐馆打工。自立的鲍哲南不想依附家人，在美国留学的日子过得很艰辛。为了省下几美金的交通费，她每晚从中餐馆下班后拖着疲惫的脚步走40分钟回住处。鲍哲南天天凌晨1点才能下班，有段时光面对测验，疲惫不堪的她回家后还要熬夜复习功课，天天只能睡三四个小时，一度累到流鼻血……但熬过所有魔难，鲍哲南白手起家赡养了本身，并收成了一番宝贵的社会经历。
鲍哲南传授在1995年获得芝加哥大年夜学化学博士学位，并参加朗讯科技贝尔实验室材料研究部；2004年，参加斯坦福大年夜学；2010岁尾作为创办人之一的C3Nano公司在美国硅谷成立 。鲍哲南传授于2018年荣升斯坦福大年夜学化学工程学院院长，也是第一位就任斯坦福化工学院院长的华人。
2011年鲍哲南传授获得影响世界华人大年夜奖；
2015年，鲍哲南传授因“能传导触觉的人工皮肤”相干工作，入选Nature十大年夜年度人物；
2016年，因在柔性电子器件的有机半导体材料范畴的供献，被选美国工程院院士；
2017年，获得欧莱雅-结合国教科文组织揭橥的“世界出色女科学家”奖，今朝斩获这个奖项的华人女科学家包含鲍哲南在内只有7人；
2020年，成为“ACS Central Science Disruptors & Innovators Prize(颠覆者和立异者奖)”首位获奖者；
2021年，被选美国艺术与科学院（AAAS）院士。
鲍哲南传授曾于2017年9月16日来到混沌，在《黑科技：柔性电子变成人类皮肤??人造皮肤的启发》一课中，不仅解析了柔性电子技巧的出现及其所能带来的重大年夜社会变革，还结合本身20多年在顶尖学府从事科研工作的经验，深刻解析了科学的治理研究团队、人才的拔取与培养，以及黉舍立异和社会创业若何完成良性互动等关键问题。
今天，混沌君将课程内容从新整顿出来，送给爱好立异，热衷思虑人才培养和团队治理的你。
以下内容由鲍哲南传授分享。
讲课师长教师 | 鲍哲南 斯坦福大年夜学传授
编辑 | 混沌贸易研究团队
支撑 | 混沌前沿课
本文为混沌贸易研究团队原创文章，500堂认知好课，就在混沌app
将来电子工业：不必定很硬，也可以柔嫩
假如说摩尔定律几乎已达到物理极限，那么将来的电子工业前程会在哪里？我认为，新的材料、新的器件将会开辟一个全新电子工业的根本元素。
在此次课程中，我将为各位同窗介绍人造皮肤??这个可以在电子工业中开启全新范畴的材料，到底若何产生，又将会为工业家当带来如何的改变。
我们都知道，电子工业的开端是贝尔实验室创造了晶体管。博士卒业后，我曾在那边工作了八年，也在那边肯定了我研究的大年夜偏向。
在贝尔实验室出生的13个诺贝尔奖中，晶体管是第一个。
晶体管是什么？简单说，就是一个电子器件，类似于一个小开关。计算机芯片的运转，以及显示屏幕会转换画面，都是因为有它。
晶体管之所以能蓬勃成长，有一个重要的关键点， 就是发清楚明了可以用便宜的材料??“硅”，来做晶体管。要知道，晶体管最开端做出来的时刻，所用的材料并不是可以临盆的材料。
后来，英特尔又发清楚明了怎么样可以把晶体管集成，做在一片衬底上。也就是说，一个很大年夜的电子器件，可以把它做得异常小，满是薄膜型，做在一片衬底上；在同样一个衬底上放得晶体管约多，卖的小芯片越多，赚得钱就越多。
于是，英特尔开创人戈登?摩尔（Gordon Moore）提出了电子工业成长范畴重要的经济规律??摩尔定律，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数量，约每隔18-24个月便会增长一倍，机能也将晋升一倍。
直到如今，芯片可以做到7纳米，比我们的头发还要细（备注：人类头发一般在100微米以内），假如再缩小，就是原子级了，几乎已达到物理极限。那么，将来，电子工业还有什么前程？
其实， 除了越来越小之外，电子工业还有别的一个很重要的成长趋势，就是可以把电子产品做成加倍多样化、多形化。
比如说，这些电子的器件产品或者传感器，并不必定要很硬的，也可以很柔嫩。我们可以想像，可以把它放在心脏上，检测心脏的电流，或者做可曲折的屏幕。
所以，假如要让电子工业有一个新的冲破的话，我们所用的电子材料完全要变掉落。因为如今的电子材料都是硬的，硅就像玻璃一样，轻易碎。
假如要穿在身上，要折叠，要放在器官上面的话，这些电子器件要可以或许有很好的电子功能，并且还要跟着我们身材一路移动，不然就会很不舒畅。
这些来自工业成长的需求就形成了我研究的大年夜目标：用新的材料、新的器件，让电子工业有新的成长可能性。
那么，我们须要的这种新材料，有什么可能的实现方法呢？
可能一：可以把硅片做得异常异常薄，变得可以曲折。但缺点是不克不及拉伸，放在软组织上，照样会伤害到软组织。
可能二：可以用塑料，但电学机能有限。
不过，我们也可以经由过程科学的手段，改变塑料的分子构造，使这些柔性材料变成像硅一样，有好的电子机能，如许的柔性电子就成为了我参加贝尔实验室后肯定的大年夜偏向。
人造皮肤??一条可以走通的路，只是时光问题
当2004年我到斯坦福大年夜学工作的时刻，我已经从事柔性电子的研究已经8年时光，这个范畴仍然异常空旷，我的成果应用在了显示屏、集成电路等范畴，但我更欲望可以或许做一项研究，可以触动每小我的生命。但这个研究是什么，我并没有很清楚。
做科研老是须要有启发点，我的启发点是人的皮肤。
这个启发点来得异常有时。在我到斯坦福大年夜学的第二年，机械系在做一个可以像甲由一样爬的机械人，我看到后认为这真是太酷了，于是跟开辟这个机械人的传授谈，爬得那样好的机械人还有没有未解决的问题。
这位传授说，当“甲由”向上爬到墙顶时，墙没有了，但它的爪子却感触感染不到，没器械抓就掉落下来了。他提出了一个机械人范畴里很重要的问题，就是缺乏一种能让机械人有感到的柔嫩、很薄的“皮肤”。
这便形成了我们想做的电子材料：有柔性、拉伸性，可以或许传感，这都是人类皮肤所拥有的特点。更有意思的是，皮肤还有生物降解性，并且假如皮肤有划痕了，它本身还可以把疤痕慢慢去掉落，进行自修复。
我想，假如模仿皮肤的这些功能，并全参加电子材料，实现了这个简单的概念，我们就可以实现开辟一个新的电子工业时代最根本一些元素。而这，也成为了我们进行科学研究的灵感和动力来源。
那么，人造皮肤，须要有哪些最重要的部分呢？
（1）传感。因为须要像皮肤一样可以或许触摸和感知。
（2）电子电路。因为这些感触感染的旌旗灯号，须要用它转换成我们大年夜脑所可以懂得的旌旗灯号。
起首，传感该怎么做到，有以下几种方法：
（1）可触摸的传感器。
今朝大年夜部分方法做出来的可触摸传感器，要么是硬化的，要么是太厚，要么是弗成曲折，不敷灵敏，有各类问题。
我们的解决筹划是 把橡胶做成像小金字塔一样的外形。这个金字塔的塔尖异常柔嫩，你一压塔尖，就很轻易改变外形，进而改变电容。于是，你就有了触摸感。
（2）测温度的传感器。
如许的传感器是用一些导电的小颗粒和一些高分子的材料混淆在一路。当加热的时刻，高分子材料就会热膨胀，改变小颗粒之间的距离，进而改变导电性。
（3）化学和生物传感器。
想象一下，假如你手上的皮肤可以感知化学分子或者生物分子的话，也许你可以给本身做身材检查。看到皮肤上有一个痣，色彩不太对，也许你摸一下就可以知道这个是不是癌症细胞，或者你在触摸桌子的时刻，就可知道这个桌子外面是否有细菌。
有了传感器，大年夜脑是否可以真正懂得这个旌旗灯号？假如可以，那么这条路就是可以走通的，只是时光问题。
于是，我们做了第一代的人工机械感触感染器，经由过程感触感染压力产生一系列的电旌旗灯号。这些旌旗灯号，大年夜脑是否可以真正懂得，我们用老鼠的脑筋切片作了实验。
我们用生物工程的方法，改变了脑筋切片某个部位的细胞，是它对光学感触感染有灵敏性。然后，把电旌旗灯号输入到一个光纤里面，测试脑切片对这个光旌旗灯号是否有反响，进而确认这个脑筋是否可以懂得我们传给它的旌旗灯号。
如今，我们可以证实，用这小我工机械感触感染器，可以达到像人的皮肤一样的感触感染功能，并且可以和大年夜脑联络。
有了这个传感器后，我们开端进行进一步的材料设计：
比如，快速自愈电子聚合物，可以导电也可以自我修复；可伸缩的晶体管，即便弯来弯去，也不会改变它的导电性；还有可生物降解的半导体材料，用这个材料做电子电路假如植入体内，我们可以控制它的分子构造，使得它在必定的时光内慢慢地生物降解。
为知足个性化需求，人造皮肤也可所以蝴蝶状。
这些材料的功能，是已有的电子器件所做不到的，所以我认为，这将开端一个新的可能性。
将来的大年夜趋势：“颠覆”智妙手机时代
在有了新材料后，我们会想象它的前景。
第一步，先是用作智能服装，穿在身上；然后，贴在皮肤外面；最终甚至会植入我们的身材。这是一个我们认为可能的成长趋势。
如今是智妙手机时代，但它照样一个很硬性的电子器件，包含如今的iWatch、谷歌眼镜、VR。但在将来，我们就要进入一个新的区域，即弹性电子、人造皮肤时代。
然则将来，可穿戴的科技必须要侧重于晋升功能，假如没有增长新功能，就没有人会去须要它。
所以，我们假想的将来，是如许的一个体系，在人的体内可能有一些传感器，即人工皮肤的电子器件，人体就相当于一个收集中间，与四周同伙、情况所接洽。想象一下，也许20年后，你的生活可能是如许的：
凌晨，身上的柔性电子皮肤手表让你醒来，并且告诉你脉搏正常；戴上眼镜，你可以懂得今天的日程表，得知今世界午有一个会议；然后你走出房间，预备叫一个车，昂首看见，今后的车都是直升飞机，就告诉直升飞机下来接你；你的太太来跟你拜别，透过太太身上的柔性电子器件，你可以知道太太心境很好……
我只想经由过程这个例子让你看到一个BodyNet（人体收集）。如今我们已经做出人造皮肤，如许的将来也不再只在想象傍边。
智妙手机之前，我们用数码相机摄影，用MP3听音乐，用GPS去找路……但当智妙手机出来今后，很多已有的传统工业都被颠覆了。这解释， 一个新型科技的成长，假如它找对人的需求的话，它就可以颠覆全部已有的工业。
而对于我们来说，智妙手机是如今，将来是BodyNet。作为 电子工业下一个成长的大年夜趋势，基于柔性电子器件的BodyNet是否会颠覆智妙手机呢？这是我们欲望看到的。
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五问顶级科学家鲍哲南：立异者应当若何思虑？
1、做科学研究，设法主意从哪里来？
材料学中有两种不合的思虑路径。
设法主意一：不管这个材料到底有什么用，只要认为有趣，可能有新性质、新发明，就要把这个材料做出来。
例如，平常我们看到的碳都是粉末状的，但我很好奇，假如我把它的碳原子分列变成有序性了，并且有序性不然则一个多层的三维构造的碳，而是单层的，会怎么样呢？这就成为了石墨烯，异常好的导电体，并且超薄、透明。
设法主意二：我有很清楚的目标，比如，我这个材料要做电动汽车的电池，或者说要做太阳能电池。目标很清楚，然后环绕这个目标，有什么问题就去解决。
总之，在学术界，学会设定目标异常重要。有了目标之后，再从这个目标倒推，你要达到这个目标还缺什么，这个就成为你的研究偏向。
2、学术界与工业界的目标有什么不合？
学术界的目标是异常远的，一般是20年，而工业界的目标是比较近的，一般是5-10年就得有一个新产品。
但在学术界，在去实现20年目标的时刻，我们可以发明有很多很有趣的应用，可能在5到10年就可以实现。这是研究的大年夜偏向所出来的副产品，这也异常令人幸福。
3、该如何杀青目标？
学会用 “设计思维”去筹划与实践，可以赞助你包管精确的产品思路与高标准的项目品德。
设计思维倡导建立一个经久目标，分步调制订小目标，一一解决最后杀青目标。全部过程包含5个步调：
（1）移情（Empathize）：把本身当成客户，摸索客户最本质的需求。不仅须要不雅察用户行动，并且要知道行动的目标、行动的连带反响等，以懂得用户的真实设法主意。
（2）定义（Define）：用一句精简的话来告诉别人你的团队或者项目标目标与价值不雅。下定义的过程须要推敲清楚浩瀚身分，比如客户是谁、解决什么问题、有哪些已有的假设、有什么相接洽关系的弗成控身分、短期目标和长远影响是什么、我们的根本办法是什么等等。
（3）假想（Ideate）：可以懂得为脑筋风暴，尽可能多的去假想场景以及解决筹划。
（4）原型（Prototype）：用最短的时光和成本来做出项目原型或者构建出其贸易模式。须要强调的是，在做原型的过程应当赓续发明问题，找到新的可能出现的问题或瓶颈，并给出解决筹划。
（5）测试（Test）：测试原型。当原型为其他难以视觉化的产品或者项目时，可以让更多人体验该产品，并给出反馈。
（备注：具体可参阅《Designing Your Life 本身的人生，本身设计》，作者William Burnett ）
4、若何像立异者一样思虑？这5个关键行动值得你参考。
（1）Associating（接洽）。比如说我的专业是化学，材料学，然则假如我可以做机械人的话，就会产生很多本来意想不到的设法主意。当你从一个经常接触的情况，去跟情况以外的器械接洽起来，就可以激发你产生新的设法主意。
（2）Questioning（质疑）。当你就是在做一件工作的时刻，你要去质疑这个范畴为什么一向都要如许做？有时大年夜家都如许做，不必定这个做法就是对的，或者这个做法最好。也许你可以想出一个更好的办法。所以要经常质疑一些很重要的问题，并且敢于去颠覆，可以使得立异有更多的可能性。
（3）Observing（不雅察）。当你把解决一个问题的办法用在另一个处所的时刻，你要细心不雅察了才知道，哪些是好的处所，哪些是不好的处所，哪些处所还有问题要解决。
（4）Networking（联网）。不合学术背景的人，比如做化学和物理的假如和电子、医疗方面的人接触，就会有新的火花，产生很多意想不到的重要设法主意。
（5）Experimenting（实验）。不去测验测验，就不会知道最终的设法主意是不是精确。有时这个设法主意只是你的一个假想，但实验会告诉你，你的假想是对的照样错的。有时实验证清楚明了你的设法主意，解释你的思路是精确的，可以持续往下走。然则有时实验跟你的设法主意不一致，并不是说这个实验是掉败的实验，这个实验其实是很有效的，因为它告诉你，你的假想是错的，你的假设是缺点的，所以你要归去从新思虑哪里的假设是缺点的，如许你就会进一步成长，把你的思路越来越完美化。
5、除此之外，还怀孕分影响你的立异？
外界的情况会有很大年夜的影响。
想象有两间教室，第一间教室里，师长教师在前面，学生在后面；别的一间教室是小桌子，学生都坐在一路，师长教师可以走来走去，在中心走来走去。
这两间教室里学生和师长教师之间的交换互动会有什么样的不合？第一间教室里学生都是在听师长教师讲，很难与先临盆生互动，互相启发。
然则假如在第二间教室，你一进去，就知道这个情况要鼓励学生和师长教师更多的互动。
还有不合色彩的情况也会对学生有不合的影响。进到一间教室，假如色彩灰灰暗暗，可能坐一会儿就想睡觉；但一进到色彩鲜艳的教室急速就清醒了，思维也会活泼起来。
如今很多公司就在如许设计情况。比如硅谷的Facebook，他们的办公室有很多色彩，有的人在办公桌上放了一片树叶，走道里面的墙也可以随便写书画画，这也是鼓励创造力的一种方法。并且办公的处所也没有效不合的房间把大年夜家隔开，大年夜家全在同一个大年夜房间里面，有很多桌子，每小我桌子上都有本身个性化的器械。在办公室的角落，会有一些歇息的空间，让大年夜家互订交换沟通，使得员工和员工之间有更多的接触。可能不合部分的人在一路打游戏时，就会产生一些新的设法主意。
在如许的情况工作，你不会认为很累、很逝世板、很闷，而老是认为有一种受激发的感到。
你与什么样的人共事也异常重要。我最初到贝尔实验室的时刻异常震动，固然这里用的实验仪器异常陈腐，然则当你须要时，你总可以找到世界上最善于做某项研究的人，会与你毫无保存地评论辩论与合作。这也是斯坦福的风格，所以我在那边制造了一个像贝尔实验室一样的团队，就是我的可穿戴电子中间。
最后是创业者精力，斯坦福大年夜学强调人人都是创业者。但并不是说要开公司、要赚钱，而是每小我要做本身想做的工作，并这件事用各类方法做成。
