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塑料造皮肤也能拥有人类触觉?华人女科学家做到了

时间:2025-08-10来源:网络作者:小白

  核心提示:(原标题:塑料造的皮肤也能拥有人类触觉?这位华人女科学家做到了塑料造的皮肤也能拥有人类触觉?这位华人女科学家做到了) 实验室中的鲍哲南  鲍哲南手中拿着一款透明的薄膜材料,乍看就像是购物频道中热销的戳...

  (原标题:塑料造的皮肤也能拥有人类触觉?这位华人女科学家做到了塑料造的皮肤也能拥有人类触觉?这位华人女科学家做到了)

 实验室中的鲍哲南

实验室中的鲍哲南

  鲍哲南手中拿着一款透明的薄膜材料,乍看就像是购物频道中热销的戳不破的保鲜膜。这是一种诞生于美国斯坦福大学化学工程实验室,导电性、拉伸性俱佳的高分子材料。鲍哲南用专业科学术语将它称为“柔性电极”。在未来,作为人造皮肤的材料,一方面,它具备高柔韧度的拉伸性,同时,和人类的皮肤一样,它能够自我修复,还可以进行生物降解。更重要的是,这种材料是“有知觉”的,它有触觉,不仅能感觉刺痛,也能感知周边的温度。

  13年前,在贝尔实验室工作的鲍哲南放弃了巨薪的诱惑和更优渥的待遇,一头扎进了斯坦福大学化学工程系,带着一群学生编织起了一个关于“人造皮肤”的梦想。在最新一期美国《科学进展》杂志上,由鲍哲南领导的研究团队发表了相关的研究成果报告。

  科幻电影中才会出现的人造皮肤,或许很快就会成为现实。作为主要发明者,鲍哲南从幕后走到前台。继2015年被权威科研期刊《自然》杂志评为年度十大科学人物之后,今年3月,鲍哲南获得第19届欧莱雅-联合国教科文组织“世界杰出女科学家成就奖”。站在一群杰出女科学家中间,鲍哲南显得纤细娇小,但她的发明却被业界公认为很可能颠覆现有的电子工业发展的格局。

第19届欧莱雅-联合国教科文组织“世界杰出女科学家成就奖”授予五位杰出女科学家

第19届欧莱雅-联合国教科文组织“世界杰出女科学家成就奖”授予五位杰出女科学家

  接受第一财经邮件专访时,鲍哲南透露:“我们下一步的计划,要去验证这种材料是否能够植入生物肌体,是否会对肌体造成损害和伤害。”在以男性为主导的顶尖科学领域,鲍哲南犹如她发明的柔性电极,释放着巨大的柔韧力量。

  从解决实际问题入手

  按照鲍哲南的说法,研发柔性电极并将其用于人造皮肤研发,有三个坎要过。“我们现在的电子器件都是用硬性材料做的,在测量中枢神经电流、心脏电流时,植入大脑或心脏的电极可能损坏神经或心脏组织。跟神经接触的电极必须像皮肤一样柔软,但这种材料之前不存在。所以,我们做的一件事情就是把这种柔性材料做出来。”根据《科学进展》的报告,鲍哲南团队曾经选中了一种具有生物相容性,又有很强导电性的塑料。鲍哲南解释说:“之所以选择这种材料,是为保证电极与人体接触时的安全性。”但这种塑料比较脆弱,很容易碎裂,完全不适合作为可穿戴电子器件的载体。

  为了增强这种塑料的韧性和承载能力,鲍哲南和她的团队尝试用一种类似肥皂表面活性剂的分子作为添加剂对材料进行了改良,彻底改变了塑料分子之间的作用力。“由分子形成的小颗粒状形貌在添加剂的作用下变成了渔网状形貌。渔网状形貌具有很高的结构稳定性,从而使原本脆弱的高分子材料变得有韧性,而且极易拉伸。”经过测试,改良后的新材料拉伸到原长度的两倍,仍能保持良好的导电率。

  第二个坎就是让材料拥有人类的触觉和感知力。“为了解决触觉问题,我们特别设计了像金字塔一样的形状的传感器,这种传感器比人类的头发细100倍。附在柔性的材料上,它们仍具有很强的敏感度。”在解决感知力的问题上,鲍哲南团队找寻到了一些电子电路材料,一旦温度或者环境因素发生变化,这些电信号就会发生改变。

  “最后一个挑战是,让传感器和电信号的信息及时通过神经中枢传输到大脑,而大脑也必须理解这些电信号是什么含义。”按照鲍哲南的解释,这就决定了电信号必须以一定的传输方式和一定的形状和大脑“接触”。“所以我们必须设计电子电路,让它们最终变成大脑可以可以理解的信号。”柔性电极已经进入了动物大脑感知验证阶段。

  尽管柔性电极材料可供人类使用的电子皮肤还需时日,但它已经开始发挥现实应用价值。鲍哲南举例说,柔性电极中的触觉传感器可以被用来测试脉搏的跳动,将其变成血压的信息。而其温度传感器,则可以担当锂电池充电时的高温保护装置,一旦出现过热、超热,温度传感器会自动检测并及时切断电源,这种材料的自我修复功能甚至可以让电动汽车的锂电池更加稳定。

  柔性电极是鲍哲南多年来在化学工程领域耕耘的结果。跟随华裔高分子化学家于鲁平,鲍哲南接触到了学科交叉领域最前沿的研究。“这种感受就像一扇新奇无比的科学之门在你面前徐徐打开。”此时,鲍哲南对化学已经有了另一层领悟。“当更深入地走进科学的世界,你会发现,去理解这些公式、理解这些数据是非常必要的。当我意识到了这一点后,数据和公式在我眼中不再显得那么枯燥和抽象,因为,它们是解决具体的问题的方式之一。”

  “暴走英雄”的梦想

  鲍哲南的科研之路走得顺风顺水。博士毕业之后直接进入贝尔实验室,和物理学家、电子工程学家一起工作。跨学科的科学家们不断擦出火花。“我们当时根本没有料想到她能够获得那么大的成就,“在接受媒体采访时,鲍哲南的母亲说,女儿总是出乎他们的意料。”移民到美国之后,身边的朋友就问我,“你们为什么给孩子这么大的压力,逼着她一直往前走?其实,我们哪有给她什么压力,那些压力都是她自己带给自己的。”“在化学工程领域,鲍哲南是一块金字招牌,很多科研基金和经费都是冲着她的研究而来的。”鲍哲南的合作伙伴对她的能力给予了极高的评价。几家科技企业旗下的科研基金已经为鲍哲南的研发项目投入了数百万美元。

  鲍哲南也有过挫折。她在热门的超导体﹑分子电子学和分子晶体科研领域与德国科学家舍恩等人合作过。2002年,舍恩在《自然》、《科学》等权威杂志发表论文,宣布他们制造出了世界上最小的纳米晶体管,这一成果一度被认为具备了冲刺诺贝尔奖的实力。然而,论文的可信度引发了科研领域的诸多非议,针对鲍哲南的猜测和谣言随之而来。不久之后,审查委员会指派专家小组对舍恩的研究项目开展了全面调查,最终,审查委员会在结论报告中对事情有了定性:“舍恩确系造假,而其他20多名参与研究的科学家与舍恩造假案无关。包括鲍哲南在内的其他研究人员并不知情,并没有任何责任和过失,均被证实了清白。”

  “我从来不认为自己是天才或者天赋异禀的那种人,我能做到的就是坚持不懈和保持乐观。”鲍哲南坦言,科研很多时候需要科学思维加“笨办法”。在这一点上,曾在南京大学物理学系担任教授的父亲对她影响非常大。“小时候,父亲在散步的时候突然会问我,冰在落到水上会浮起来还是沉下去,我想当然地回答,因为是固体它会沉下去。父亲就鼓励我做个小实验去验证自己的想法,结果,我看到冰分明浮在水上,这才搞清楚,原来冰的密度比水小。”

  曾经的懵懂少女已经成为拥有改变世界和人类未来生活的女科学家。鲍哲南想要改变的不只是未来,还有当下。鲍哲南每天坚持行走一个小时上下班,这在以车代步的美国很少见,她因此被评为斯坦福大学的“暴走英雄”,头像被印在宣传海报上。“来回走一个小时,既锻炼身体,又可以听听新闻、打打电话,我非常喜欢这种生活方式,所以鼓励身边的人也这么做。”

中医药再发威,1个月让23岁美国姑娘走出“银”影

“中药虽然有点苦,但口感挺好的,关键能治病!我现在也开始想学习中医了!”留学广州的23岁美国姑娘Selena高兴地对记者说。 10月29日是世界银屑病日,Selena正好在这天来复诊。困扰了自己5年的银屑病,经过1个月的中西医结合治疗,曾遍布她身体的大片红斑和皮损,现在已经明显缓解,生活也基本恢复到正常状态。 皮肤病专家提醒,银屑病虽难根治但可控制,积极应对可早日走出“银”影,回归健康正常的生活状态。 1个月中西医治疗,让困扰5年的她重获微笑 23岁的Selena是一位来中国学习中文的美国留学生。她有着5年的寻常型银屑病病史,之前在美国一直使用生物制剂控制病情。去年来广州留学后,继续沿用原来治疗方案,但病情反复,疗效欠佳。经朋友介绍,找到南方医科大学中西医结合医院皮肤医学中心负责人邓燕教授,希望尝试中西医结合治疗。 “寻常型银屑病中医基本证型常见为:血热证、血燥证和血瘀证。Selena就属于血热证。”邓燕教授介绍,临床常见寻常型银屑病病情反复时,过往所使用的有效药物,如这位美国患者所使用的生物制剂,可能会出现耐受、不应答等情况。此时结合中医治疗,能帮助更快缓解症状。 “中药是医院代煎的,喝起来很方便。”Selena高兴地说。 经过1个多月的中西医结合治疗,每天喝中药,加上中药外洗,Selena的皮疹得到明显缓解。 银屑病可控!积极应对可回归正常生活 银屑病就是俗称的“牛皮癣”,是一种难以根治的皮肤疾病,它具有慢性、复发性、炎症性、系统性的特点。 “但是不必过分悲观。”邓燕提醒,银屑病可以通过正确对待疾病、规范用药、健康饮食、加强户外运动、做好皮肤护理等方式控制病情,因此不必过分悲观,应该积极应对,争取尽早走出“银”影,回归健康正常的生活状态。 邓燕介绍,银屑病是一种不具传染性的免疫性疾病,任何年龄和性别均可发病。银屑病早发者的发病高峰年龄大约是22.5岁,迟发者的发病高峰年龄大约是55岁。男女发病率相当。不同国家、不同人种的发病率均有不同。2016年世界卫生组织发布银屑病全球报告,该报告指出现时全球银屑病发病率在0.09%-11.43%之间。2010年中国曾在6个城市进行调查,银屑病发病率为0.47%。 银屑病一般分为寻常型、脓疱型、红皮病型和关节型;分期有进行期、静止期和消退期。其中最常见的是寻常型银屑病,约占90%。寻常型银屑病包括斑块状银屑病、点滴状银屑病、反向性银屑病和掌跖性银屑病。而关节型则多继发于寻常型银屑病;脓疱型和红皮病型多因寻常型银屑病治疗不当或受各种刺激发展而成。关节型银屑病有一定的致残性;红皮病型银屑病甚至有可能会危及生命。 值得注意的是,如果银屑病病情没有得到适当控制,有机会出现银屑病共病,并发心血管疾病、糖尿病、肥胖、代谢综合征和恶性肿瘤等,成为银屑病死亡率增加的重要因素。因此,积极应对银屑病非常重要。 在中医领域,银屑病被称为白疕、松皮癣、干癣、蛇虱等。南方中西医皮肤医学中心学术带头人杨柳教授所主编中医教材《中医外科学》介绍,白疕的病因病机是因营血亏损、血热内蕴、化燥生风、肌肤失养所致。外因是以风邪为主,或与湿、热、燥、毒相兼,内因则与血分有关,以血热、血燥、血瘀为主。 “不同证型有不同的治疗方法,需要辨证治疗。”邓燕表示,中医治疗银屑病,除了有中药内服,还有药浴外洗、外用药膏、药浴、熏蒸等多种不同的外治法。 文 | 记者 林清清 通讯员 彭逢美 朱钦文返回搜狐,查看更多 责任编辑:

宁波微兔高分子材料有限公司取得一种医用导管的接头结构专利,避免金属编织网与塑料内层接头内侧出现开裂现象

本文源自:金融界 金融界2024年9月25日消息,国家知识产权局信息显示,宁波微兔高分子材料有限公司取得一项名为“一种医用导管的接头结构”的专利,授权公告号CN 221752026 U,申请日期为2023年12月。 专利摘要显示,本实用新型涉及医用导管技术领域,且公开了一种医用导管的接头结构,接头侧面设置有通管,接头外侧设置有固定套,固定套侧面设置有压板,压板之间设置有固定扣,接头内侧设置有塑料内层,塑料内层内侧设置有金属编织网,金属编织网内侧设置有PTFE内层,塑料内层内侧设置有抗开裂层。该医用导管的接头结构,通过利用抗开裂层能够将金属编织网与塑料内层之间紧密贴合在一起,避免金属编织网与塑料内层接头内侧出现开裂现象,延长金属编织网与塑料内层之间的使用寿命,配合防水层和防腐蚀层能够起到防水和防腐蚀效果,避免管内的水汽进入接头内侧,从而降低金属编织网的耐腐蚀性,从而提高接头的实用性能。
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