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未来或将是属于人造皮肤的:电子时代的颠覆者

未来 时代 电子 属于 皮肤
2023-09-27 14:27:25 时间

20年后,也许你的生活将是这样的:

你脉搏上的电子皮肤,能随时监测心率、血糖,实现智能把脉;

喉咙上的电子皮肤,通过感受咽喉肌肉运动产生的压力变化,为聋哑人“发声”;

你的整个身体或将成为一个网络中心,体内的传感器跟外界产生连接……

这些看起来很遥远,但其实正在边缘地带,悄悄孕育着,并且极有可能成为当下智能手机时代的颠覆者。

因人造皮肤开发而闻名于世的全球顶级华人女科学家鲍哲南,在混沌大学的课程中说,像人类皮肤一样柔软的柔性电子器件,将是电子工业下一个发展的大趋势,甚至有可能颠覆智能手机。

以下根据鲍哲南9月16日在混沌大学的课程《柔性电子变成人类皮肤》整理而成。

鲍哲南:柔性电子将颠覆智能手机时代

授课老师|鲍哲南:斯坦福大学教授、世界杰出女科学家奖获得者

如果说摩尔定律几乎已达到物理极限,那么未来的电子工业出路会在哪里?我认为,新的材料、新的器件将会开辟一个全新电子工业的基本元素。

在混沌大学的这次课程中,我将为各位同学介绍人造皮肤——这个可以在电子工业中开启全新领域的材料,到底如何产生,又将会为工业产业带来怎样的转变。

未来电子工业:不一定很硬,也可以柔软

我们都知道,电子工业的开端是贝尔实验室发明了晶体管。博士毕业后,我曾在那里工作了八年,也在那里确定了我研究的大方向。

在贝尔实验室诞生的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发展,有一个重要的关键点,就是发现了可以用便宜的材料——“硅”,来做晶体管。要知道,晶体管最开始做出来的时候,所用的材料并不是可以生产的材料。

后来,英特尔又发现了怎么样可以把晶体管集成,做在一片衬底上。也就是说,一个很大的电子器件,可以把它做得非常小,全是薄膜型,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,英特尔创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)提出了电子工业发展领域重要的经济规律——摩尔定律,即当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

直到现在,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),如果再缩小,就是原子级了,几乎已达到物理极限。那么,未来,电子工业还有什么出路?

其实,除了越来越小之外,电子工业还有另外一个很重要的发展趋势,就是可以把电子产品做成更加多样化、多形化。

鲍哲南:柔性电子将颠覆智能手机时代

所以,如果要让电子工业有一个新的突破的话,我们所用的电子材料完全要变掉。因为现在的电子材料都是硬的,硅就像玻璃一样,容易碎。

这些来自工业发展的需求就形成了我研究的大目标:用新的材料、新的器件,让电子工业有新的发展可能性。

那么,我们需要的这种新材料,有什么可能的实现方式呢? 余下全文


哈工大造出柔性机器人,人造肌肉能和象鼻一样灵活了! 近日,国际著名期刊 Soft Robotics 刊登了哈尔滨工业大学冷劲松教授团队与美国马里兰大学 Norman M. Wereley 教授团队的共同研究成果,题为 Novel Bending and Helical Extensile/Contractile Pneumatic Artificial Muscles Inspired by Elephant Trunk(受象鼻启发的新型弯曲螺旋可伸展/收缩气动人工肌肉)。