鮑哲南:科研的目標並非諾獎

知社學術圈 發佈 2022-10-02T15:03:53.481072+00:00

這位萬眾矚目的傑出女性科學家,身上一直光環奪目,是許多人尊敬的學界明星。但面對榮譽,她自己卻坦言:科研的目標並非諾獎,幫助人類才是科研的最高境界。

日前,著名科學家鮑哲南榮獲引文桂冠獎,距離諾貝爾獎似乎更近了一步。這位萬眾矚目的傑出女性科學家,身上一直光環奪目,是許多人尊敬的學界明星。但面對榮譽,她自己卻坦言:科研的目標並非諾獎,幫助人類才是科研的最高境界。

圖源:stanford.edu


鮑哲南,華裔美籍化學家,國際柔性電子領域專家。現任美國史丹福大學化學工程系主任、K.K.Lee特聘教授。中國科學院外籍院士、美國國家工程院院士、美國藝術與科學院院士、美國國家發明家學會會士。


鮑哲南教授是有機電子材料和器件領域的國際著名學者,是國際同行公認的印刷有機電子和仿生有機電子的開創者和領導者。她的研究成果為下一代基於有機光電材料的柔性電子技術提供了重要的原理和技術支撐,她開創了有機電子材料的分子設計概念,使柔性電子電路和顯示器件成為可能。她最負盛名的工作之一是人造皮膚的相關研究,在醫療設備、能源存儲和環境應用方面都表現出極大的應用前景。


學界明星如何升起?


1970年11月,鮑哲南出生於南京。母親是南京大學化學系教授,而父親則是南京大學物理系教授。出生於這樣的「書香門第」,其自幼所受的教育、薰陶則不必贅言。1987年,鮑哲南順利考入南京大學化學系,在班級自我介紹上,她說:「我叫鮑哲南,哲學的哲,因為我的父母希望我有智慧。而南是南京的南,因為我出生在南京。」


鮑哲南熱愛學習,勤於思考,一個「哲」字可謂名副其實。由於出色的成績和實驗能力,她在大三前的暑假就進入南京大學化學系薛奇教授的高分子實驗室,提前參加科研工作。1990年,由於母親陳慧蘭到美國做學術交流,尚未完成本科學業的鮑哲南隨行移居美國,進入美國伊利諾斯大學芝加哥分校學習。到美國後,鮑哲南的生活並不輕鬆,課後需要打兩份工補貼開支。但即便如此,她還是自學通過了TOFEL和GRE考試,並在學業上更進一步。



1991年,芝加哥大學向鮑哲南拋來橄欖枝。在還沒有獲得本科學位的情況下,她被破格錄取為該校化學系的公費研究生。擔任她導師的,是華裔高分子化學家於魯平。21歲的鮑哲南正式開始了自己的學術生涯。


在旁人眼裡,鮑哲南的職業道路是穩紮穩打、順風順水的:1995年鮑哲南獲芝加哥大學博士學位後進入貝爾實驗室,成為聚合物和有機材料部門的首席研究員;2001年被貝爾實驗室聘為傑出研究員,達到該實驗室聘任研究人員的最高級別;2004年,她加入史丹福大學,致力於使用新的製造方法研究有機半導體和碳納米管,前沿的工作包括研發電子皮膚和全碳太陽能電池;2009年,獲得Beilby勳章和獎項;2011年,榮獲ACS Cope學者獎;2016年,當選美國國家工程院院士;2017年,獲得世界傑出女科學家獎,同年升任史丹福大學化學工程學院院長,成為史丹福大學首個華人女院長;2021年,當選美國文理科學院院士;2022年,獲得引文桂冠獎。


目前,鮑哲南已擁有超過100項美國授權專利,她還是兩個矽谷科技公司的創始人。她發表了700多篇研究論文,獲授權130多項美國專利,其谷歌學術(GoogleScholar)的H指數>180。她是美國科學促進會、美國化學學會和SPIE的一員,同時擔任ACS納米、先進功能性材料、先進能源材料、化學通訊、化學材料、今日材料、納米尺度和NPG亞洲材料等學術期刊的顧問委員,材料研究學會和美國化學學會高分子材料科學和工程部的理事會成員。


鮑哲南憑藉自己的智慧和奮鬥,一步步向科研高峰攀登,並最終成為了萬眾矚目的優秀女性科學家。


為人類守護皮膚的美麗女士


鮑哲南以發展有機場效應電晶體和有機半導體等技術而知名。在貝爾實驗室的8年中,她在納米電子學、有機電晶體等研究領域做出了重要的成果。電晶體是1948年在貝爾實驗室發明的。通常,有機材料不能代替傳統無機單晶矽製作電晶體,鮑哲南的志向是通過開發有機半導體來徹底造電晶體,使電子器件可應用於更多的地方和任何襯底上,例如大型牆上顯示器、食品的價格標籤等。


1997年鮑哲南合成了高遷移率的有機材料,製造出當時增益最高的有機電晶體,使有機晶達到了實用水平。她和她的同事們還使用印刷噴塗的方法取代複雜、昂貴的光刻技術製造有機電晶體,使器件尺寸也達到了微米數量級,這是電晶體發展中的一個重大進展。


此後,鮑哲南與更多的物理學家及工業界的科學家合作,更深入地開展有機半導體材料和器件的研究和應用。2000年末,貝爾實驗室和E-Ink公司的科學家合作發明了一種全新的塑料電子紙-它不但能夠彎曲、讀寫,而且可以自由寫入、讀出和刷新、改寫,因而具有普通紙張和計算機顯示器兩者的特點。而這項研究中,鮑哲南合成的聚合物半導體材料製造的印刷全塑料柔性薄型顯示器,起到了關鍵作用。


2006年,鮑哲南在塑料有機電子材料領域取得了又一項重大成果,她的團隊在任意襯底上成核和選區生長有機半導體單晶薄膜,並製成了高性能電晶體的陣列。這項新技術用於平板電腦顯示器,可將其速度提高三倍,美國電子業界稱此項技術為「突破性」技術,它將使未來的電子產品打破傳統模式,可以做成任何一種形狀,甚至可以穿在身上,製成具有特殊功能的服裝。


用電子皮膚感知瓢蟲

圖源:L.A. Cicero / Stanford University


2010年,鮑哲南受人類皮膚敏感和可拉伸特質的啟發,在世界上首次設計出類皮膚觸感有機電子器件。2015年,她又在人機結合領域做出了開創性工作,首次了實現人造電子皮膚與大腦的連結,為未來智能電子器件的開發奠定了技術基礎。鮑哲南自己介紹道:「我們開發的新型塑料材料,可以表達矽具備的某些電氣功能,但同時又具有與人體皮膚相似的延展性、生物降解性和自我修復功能…… 就短期而言,我們開發的材料和設備能夠使可穿戴電子設備更加完美貼合肌膚,仿若無物,在某些情況下我們甚至看不到它……不久的將來,人造皮膚的主要應用是假肢,可以幫助失去四肢的人恢復觸覺。」



正是因為在人造皮膚領域的突出成就,鮑哲南獲得由鳳凰衛視聯合多家媒體和機構評選的「影響世界華人大獎」,其頒獎詞寫道:這個星球是美麗的,之所以美麗是因為有數十億不同膚色的人,更加美麗的是那些為人類保持美麗皮膚的默默奉獻的並做出卓越貢獻的科學家,鮑哲南女士就是一位傑出的代表,她是世界上最美麗的女人。


科研的最高境界,不是獲獎


2022年9月,鮑哲南獲引文桂冠獎,獲獎理由正是開發出有機和聚合物電子材料的新型仿生應用,包括柔性「電子皮膚」。引文桂冠獎是諾獎風向標之一,這次獲獎似乎預示著鮑哲南正在向學界的最高榮譽邁進。但也有人認為,鮑哲南的研究偏向應用領域,而目前「人造皮膚」遠未到大規模應用的階段,因此鮑哲南的獲獎機率仍然很低。


不過,鮑哲南本人對此倒並不介懷。她此前在接受採訪時曾表示:「我做科研的目標不是諾貝爾獎,而是能夠用我的研究成果去幫助人類,這也是我心目中科學的最高境界。如果只是以獲獎為目標,會很難盡心去做研究。我最想看到的是我的研究成果被應用到實踐中,讓人類受益。」


鮑哲南對於研究和生活有著自己的見解。她表示,既要有開心的家庭,也要有自己滿意的事業,兩邊都要給予足夠的重視和足夠的時間。自己要定一個準則,不能為了一個而放棄另一個。鮑哲南的確在工作與生活間遊刃有餘,職業上,她是萬眾矚目的明星科學家;生活中,她則將自己的家庭關係經營得十分和諧。她說:「不管多忙多累,我每天都會在早晨5點起床給家人做早飯,這是我陪伴他們的時間和方式;我的愛人是一位華裔科學家,他會教我平衡工作與生活。每當有外出的國際會議,我會和全家人一起去,會議結束後轉轉,算是放鬆心情。」


鮑哲南與崔屹合影


尤其有趣的是,鮑哲南還是斯坦福又名的「步行健將」。史丹福大學一直提倡通過步行、騎自行車,或乘坐公共運輸上班。由於鮑哲南長期堅持走路上下班,校方還將她的照片和留言製成明信片,懸掛於斯坦福的校車中。鮑哲南笑稱:「事實上,每次30分鐘的走路不僅是我的體育鍛鍊,還可以利用這段時間做許多平時沒有時間做的事,例如使我有更多的機會與我的朋友、父母交談。」


於是,斯坦福的學生和同事,時常能看見鮑哲南穿著球鞋步行到學校。而到了辦公室,她又會換上高跟鞋,將優雅的身影留在實驗室中。

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