女科学家鲍哲南：让“人造皮肤”造福人类

方婷

南京姑娘鲍哲南是美国斯坦福大学化工学院、材料学院终身教授，美国最著名的女化学家之一，入选全球顶尖100材料科学家名人堂榜单。她如今又是第一个在美国斯坦福大学当院长的中国女性，曾获得“影响世界华人大奖”、2015年《自然》年度人物、2017年“世界杰出女科学家奖”等殊荣。她攻克了“人造皮肤”的难关，为世界瞩目。

从小爱科研，“学霸”成功的美丽起点

记者（以下简称记）：听说您从小就热爱自然科学，父母对您有什么帮助？

鲍哲南（以下简称鲍）：我于1970年11月出生于南京，父母亲均是南京大學的教授。我很小就表现出对自然界的好奇，对很多事情都充满兴趣。我上幼儿园时，对面人家着火，大家都去救火，妈妈拿起被子，往上面浇了很多水后捂上去，火就灭了。这件事给我留下了深刻的印象，我当时曾问爸爸：“我们家的仙人掌里面也有水，能用仙人掌灭火吗？”父亲是南大物理系教授，他引导我：有问题先自己找答案，然后做实验证实。后来我就读于南京金陵中学时，对理科产生了浓厚的兴趣，并养成了勤于动脑、勤于动手的习惯。这为我在科学道路上发展打下了良好的基础。

父母平常工作很忙，但他们一定会抽出时间陪伴我和姐姐。有一次父亲带我去玄武湖玩，看我正在吃冰棍，就问我冰棍掉到水里会浮起来还是沉下去。我想当然地回答：“肯定会沉下去。”父亲就鼓励我验证一下。我把冰棍扔到水里，清清楚楚地看到冰棍浮在水面上！我很好奇地问父亲为什么，父亲却笑而不答，让我自己去研究。后来我才搞清楚，原来冰的密度比水小。很幸运，父母从小启发我的科学思维，大胆假设、踏实求证，让我终生受益。现在我也这样教育我的孩子，激发我学生的科研热情。

记：您哪年进入的南京大学，学的什么专业？

鲍：带着一份探索未知世界的好奇心，我于1987年进入南京大学化学化工学院。化院的老师孙德坤说化学是门实验科学，经常指导学生实验。南大化院的特色就是重视培养学生的动手能力，将实验作为教学的重点。孙老师夸我说：“鲍哲南是个酷爱做实验的姑娘，并且重视实验前的预习，能够做到成竹在胸，每次实验都安排得很有条理，完成得又好又快。”我凭借在实验课上的出色表现，大二暑假进入薛奇教授的科研实验室。薛教授在配位化学国家重点实验室，重点研究方向是高分子复合材料。我生平第一次接触到正式的科研项目，开展了高分子材料和物理化学课题研究，并在薛教授的指导下发表了第一篇论文。大学3年，我的无机化学、分析化学、有机化学、物理化学四大化学基础课和实验都取得了优异成绩，被同学们称为学霸。这些都为我之后在科研道路上冲刺积蓄了充足的力量。

记：您什么时候去美国深造的？又在哪年取得了博士学位？

鲍：大三时，我们全家移居美国，我进入伊利诺伊大学芝加哥分校学习。当时我不到20岁，一边学习，一边打两份工维持生计。我用20天的时间复习GRE考试，考出了令人惊异的成绩。芝加哥大学的研究生录取委员会，看了我本科三年在南大的优异成绩后，决定破格录取我为研究生。我明确地表示想要跨学科做研究，选择了华裔高分子化学家于鲁平为导师。于鲁平教授将我引入科研的殿堂，给了我一个科学工作者应有的基本训练，使我具有了独立研究的能力。在芝加哥大学，我有机会了解不同科学前沿领域的发展，遨游于科学的奇妙世界，并确立了交叉学科研究的科研方向，于1995年取得了博士学位。同年，我又申请贝尔实验室的博士后。答辩的时候，我充分表现了自己深厚的科研底子和对学科前沿的不懈探索，对发表在《科学》杂志上的聚合物材料化学领域的文章作了精彩的分析。答辩委员会的教授在第二天就告诉我他们接受我了，直接聘请我做研究人员。这在贝尔实验室历史上都是很少见的。在贝尔实验室的8年中，我先后成为首席研究员、杰出研究员，创造了许多世界第一。

异国放光彩，攻克“人造皮肤”难关

记：您后来为何选择去斯坦福大学？

鲍：2004年，我放弃了许多大学给予的优厚待遇和正教授职称，选择了斯坦福大学。除了因为这是一所享誉世界的顶尖私立研究型大学外，更因为那里的环境适合我发展，既研究基础理论又注重实际应用，让我很喜欢。我觉得自己不是天才，要想成功需要后天付出更多努力。从事科研，我认为最重要的是坚持不懈，保持乐观，永不放弃。在斯坦福，我坚持走路上班，每天30分钟的路程不仅可以锻炼身体，而且可以趁机与朋友、父母联系一下。斯坦福大学为了缓解校园内汽车停车位的紧张状况，提倡步行、骑自行车或乘公共交通工具上班。我因为长期坚持步行上班，被评为斯坦福大学校园“走路英雄”。为此，学校还将我的照片和留言制成明信片，悬挂于斯坦福的校车之中。

记：人造皮肤的课题，最初是什么时候在何种情况下设立的？

鲍：在贝尔实验室，我大多时间都是在做柔性电子，而且已经做成了世界上第一个柔性电子纸，第一个印刷打印出来的有机电子电路。那个时候已经可以看到，虽然柔性电子还没有产业化，但工业界是往那个方向走的，产业化只是一个时间问题。所以，到了斯坦福之后，我觉得在学校的研究目标需要比工业界早10到20年。2005年一个偶然的机会，我遇到了机械系的教授，他介绍说他们正在做机器人，但机器人没有智能的功能，不能感知，比如不能像人的手那样去感知。我当时就在想，柔性电子在这个方面可以有一些帮助。因为机器人的身体是曲线型的，不是平面型的，所以我们不能用那些刚硬的电子器件放在机器人身上，就先想到了模拟人手触觉的功能。

比较早期的时候，我们还没有固定的研究经费，我就让学生在做其他项目的空闲时间，慢慢做这方面的研究。很快，我们有了突破，做出了一个像人手一样非常灵敏的传感器。那给了我们一个启发——既然可以做出像人手一样的柔性传感器，那也可以做出皮肤的其他功能，比如拉伸性、修复性、生物降解性等，如果把这些功能都放到电子器件里的话，我们完全可以改变未来电子产品的功能。这样的假设让我们有了灵感——将来电子器件的外表就像人的皮肤一样。

记：请具体说说“人造皮肤”以及它对人类的作用和意义吧。

鲍：所谓的人造皮肤，由敏感度极高的电子感应器组成，当感应器连成一片时，就成为“皮肤”。一开始，我们做这个就是考虑用在机器人身上，让机器人也拥有触觉，可以做一些非常细致的动作，比如扶病人的时候能够掌握力度而不至于弄疼或弄伤病人。但这都只是电子皮肤一方面的应用，我通过研究预测，人工电子皮肤的应用前景非常广阔，因为在现实生活中，这种触觉传感器可适用范围非常广，有望在假肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车安全和医疗器械等诸多方面获得广泛应用。比如现在的皮肤移植，还有改进没有感知力的假肢，都可以运用这项技术。有了灵敏的“触觉”，未来的假肢会更像病人本來的肢体。还有一个可能的地方，就是汽车的方向盘，如果安置了触觉传感器，在驾驶员很累没有扶住方向盘的时候，方向盘可以自动感知驾驶员的非正常操作，然后发出提醒，以减少交通事故。

记：您带领团队是怎样攻克人造皮肤难关的？

鲍：在我取得的所有研究成果中，2010年公开发表的人造皮肤研究，引发了世人广泛的关注。打个比喻，一只苍蝇或蝴蝶停在脸上，轻微的触感会让人类马上有所察觉，那人造皮肤会不会也拥有这样的灵敏度？我的科研给了世界一个答案：让人造皮肤也拥有和自然皮肤一样的触觉，并不是不可能的。2010年9月，国际著名学术杂志《自然材料》上发布了一篇文章，公布了我和研究小组的最新研究成果——  一种能够感知微小压力的人造皮肤，让同领域的研究者和普通大众都觉得耳目一新。我和小组共花了将近三年的时间实验，研制出了具有超强灵敏度的人造皮肤，经实际测试表明，这种“皮肤”能快速、清晰地感知一只苍蝇或蝴蝶停留在其表面所造成的“触觉”，而且这种用高分子材料做成的人造皮肤，还具有神奇的修复功能。

英国《自然》杂志发表报告，说在柔性电子研究领域这一片理工男的天下，我一个女性做到了全球顶尖。也因为这项成果，2011年我获得由凤凰卫视联合海内外十余家知名华文媒体和机构共同评选的“影响世界华人大奖”。当时的颁奖词是：这个星球是美丽的，之所以美丽是因为有数十亿不同肤色的人，更加美丽的是那些为人类保持美丽皮肤而默默奉献并做出卓越贡献的科学家，鲍哲南女士就是一位杰出的代表，她是世界上最美丽的女人。

女神科学家，力争事业与家庭获得双赢

记：您获得过很多科研成就，也获得过很多荣誉，能说说吗？

鲍：我研究的范围很广，包括化学、材料科学、能源、纳米电子学和分子电子学以及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、人工电子皮肤等。除了人造皮肤外，2001年12月，我参与研究的“单分子层晶体管可控制电路”成果列入美国《科学》杂志评出的2001年世界十大科技突破。2011年，我和团队研制出了可拉伸太阳能电池，为人工电子皮肤增添了自我发电的新功能。2015年10月，我在《科学》杂志发表论文，描述了人造皮肤模拟触觉的机理。2017年，我领导的科研团队开发出一种导电性和拉伸性俱佳的高分子材料，可用于可拉伸塑料电极，这种柔性电极可用于可穿戴电子器件。

我在《自然》《美国科学院年报》《先进材料》《应用物理通讯》等国际性杂志发表论文300多篇，申请专利60余项，其中获准30多项，创造了很多的世界第一，被美国化学学会评选为12位最杰出的青年女科学家之一。2015年我当选《自然》杂志年度十大人物，2016年当选美国工程院院士。2017年5月，我获得了联合国教科文组织颁发的“世界杰出女科学家成就奖”，特别高兴，因为这份殊荣每年全球只有五位顶尖的科学家可以获得。

记：您是什么时候升任美国斯坦福大学化学工程学院院长的？很自豪吧？

鲍：2018年11月，我升任斯坦福大学化学工程学院院长，是第一个在斯坦福当院长的华人女性，我当时非常惊喜！斯坦福大学校长说：“鲍哲南是美国斯坦福大学化工学院、材料学院终身教授，美国最著名的女化学家之一，入选全球顶尖100材料科学家名人堂榜单，还是美国国家工程院院士和国家发明学会的成员。可以说，鲍哲南为华人女科学家树立了榜样。她出任斯坦福大学化学工程学院院长当之无愧！”斯坦福对我委以重任，我既感到自豪，也深感压力，一定会加倍努力，不辱使命。

记：您是一位杰出的科学家，目前又是院长，平时工作很忙，您如何平衡事业与家庭的关系呢？

鲍：是的，我的工作非常繁忙，经常有人好奇地问我怎样去平衡事业和家庭的关系。每当这时，我就会想起父亲曾经告诉我的一句话：“人生中完整的幸福包括两个方面，事业成功和家庭美满。维系这两者的原则是不能牺牲一个去换取另一个，两者都不可偏废。”我领会了父亲的用心，通过提高效率来完成工作，从事科研的时候严谨认真，一分一秒都不舍得浪费，回到家就全心陪伴家人和孩子。现在我女儿10岁、儿子5岁，我每天下班回去都陪他们一起做作业做游戏。我妈妈曾说必须要跟自己的小孩交流，陪伴他们成长，给他们家庭的温暖。我牢记她的话，每逢休假，就和丈夫放下手头的一切事情，带着孩子们去度假。有时一家人驾车去海边，我也会和孩子们一起疯一起闹，然后饶有兴趣地和他们一起捡贝壳和石头，带着他们观察这个美丽的世界。

记：您是用什么方式去陪伴和教导孩子的？

鲍：不管多忙多累，我坚持每天早上5：30起床给家人做早饭，随后大家围在一起吃早饭。我的爱人也是华裔科学家，他也很会平衡工作与生活。每当有外出的国际会议，他就会带我们全家人一起去，会议结束后到处转转，看看当地的风景，算是放松心情。我小的时候，父母就很注意跟我沟通和交流，认真地听我诉说。现在我自己成了母亲，也坚持用引导和启发的方式培养孩子，呵护他们的兴趣，并时刻关注他们的心理状态。女儿在幼儿园的时候非常喜欢游泳，到了小学却突然拒绝去游泳。我有些奇怪，但没有强行要求她遵守学校规定完成游泳课的内容，而是循循善诱，终于了解到，女儿只是觉得自己在小学的表现不如幼儿园好，就不愿游了。我就告诉女儿凡事都要坚持，不要惧怕困难，帮助孩子克服成长路上的心理障碍。

记：您时常回南京吗？听说您对家乡很思念。

鲍：是的，我爱家乡，对南京一直十分怀念。身在天涯，心在家乡。我几乎每年都会回国三四次，也会回江苏参加学术会议和交流。看到江苏有不少研发机构，水平比肩世界一流，我非常高兴。得知江苏科技创新能力连续8年在中国排名第一，我很自豪。我是从南京走出来的科学家，现在与南京大学及江苏很多研究机构都保持着紧密的联系。不少的南大访问学者和留学生，都在我的实验室里参观和工作过。在我的科研团队里，就有多位来自江苏的留学生和博士生。

回想起以前美好的记忆，我对家乡非常思念。每次回南京我都会去夫子庙吃小吃，在我心里，全世界哪里的小吃都没有南京的好吃。祝福南京，祝福祖国，愿祖国越来越美好和强大！

〔编辑：潘金瑞〕