周二直播Youth Talks第五期（中文）丨美欧华裔学者畅谈生物电子技术的发展与机遇

本周二（3月14日）晚八点，Youth Talks第五期，我们邀请到中部瑞典大学张仁云、杜克大学倪小越、芝加哥大学王思泓三位嘉宾进行分享。此外，天津大学黄显教授也将参与本次分享，本期主持人为西安电子科技大学杨如森教授。

人体每天都在做很多不同的动作，这些动作包含了大量的信息如人的情感、情绪、生理、病理等信息。当我们在做这些动作时，我们的身体通常都会与其它物体如衣服、鞋袜、门、桌子等产生摩擦起电现象。通过分析人体摩擦电在做各种动作时的变化及其对电子器件的影响，我们可以获得很多人体的信息，同时也可以实现人机互动。我们的研究结果表明，利用人体摩擦电可以实现能量采集为电子器件供电，可以实现人机互动，可以加强数据安全。未来在生物医学方面的应用也有很好的前景。

张仁云，中部瑞典大学副教授。2007年于东南大学生物医学工程系，生物电子学国家重点实验室获得博士学位。2008至2011年于中部瑞典大学从事博士后研究。在《Advanced Materials》、《Nano Energy》、《EcoMat》等期刊上发表论文近百篇。目前主要从事能量采集技术和通明薄膜方面的研究工作。

实现对材料物理性质的动态控制是许多工程科学的终极愿望。过去几十年见证了开发智能材料的巨大投资，这些材料可以转化并响应各种外部刺激。然而，当前的方法主要是离线和预设的：设计、加工和材料特性的表征仅发生在它们部署之前。在本次演讲中，我将介绍一条路径，通过创建先进的数字-物理接口连接人与材料，实现实时的人与材料的交互。创造人机界面，关键挑战是如何舒适准确地监测人类信号。我们将高带宽MEMS加速度计融入表皮电子中，捕捉人体的大量机械和声学过程，实现了从生理学信息到核心身体的精确检测。为了与材料接口，我将描述近期有关可编程超材料的进展，以及在微观结构力学、柔性电子和非破坏性测试之间的研究领域如何为其提供新的能力。基于这两种平台技术，我将总结讨论开发以人为中心的材料智能的新机会：通过数字化材料特性和人体信号，材料可以感知用户状态或动作，快速适应其微观结构，从而实现根据需求调整其功能性能。这样的交互式平台将支持材料设计、柔性机器人和自主医疗设备等广泛的应用。

倪小越，杜克大学机械工程与材料科学、生物统计和生物信息系助理教授。她目前的研究聚焦于两个主要领域：开发可穿戴电子设备以进行持续人体信息检测，开发可编程和机器人超材料以进行材料智能化。2017年，她在加州理工学院获得材料科学博士学位，并从事纳米力学的研究，重点研究位错介导的塑性的基础物理学问题。2014年，她在加州理工学院获得材料科学硕士学位。2012年，她获得玛丽埃塔学院物理和数学学士学位，经济学辅修。

人类面临的大量生物学奥秘和生物医学挑战为将电子技术与生命系统（如人体）无缝结合以实现长期稳定的功能提供了强大的推动力。朝向这一趋势，电子学的关键要求之一是在各个方面具有仿生形状因子，以实现长期生物相容性。为了使这种范式转换要求实现，聚合物电子学在将先进的电子功能与仿生特性相结合方面具有独特的前景。在本次演讲中，我将介绍我们针对聚合物半导体的新分子设计、化学合成和物理处理概念，这些概念能够将多种仿生特性与先进的电子和光子功能结合起来。此外，在这些新材料的支持下，我们还创建了新的器件设计和制造工艺，用于构建前所未有的功能器件，包括可拉伸和生物粘附的生物传感器、可拉伸神经形态器件和可拉伸OLED，所有这些都同时实现了高性能和新的仿生特性。总之，我们的研究正在开辟新一代电子产品，从根本上改变人类与电子产品的互动方式。

王思泓是美国芝加哥大学普利茨克分子工程学院的助理教授，2009年在清华大学获得学士学位，2014年在佐治亚理工学院获得材料科学工程博士学位。2015年至2018年，他是斯坦福大学化学工程博士后。他已在众多高影响力期刊上发表了70多篇论文，包括《Nature》、《Science》、《Nature Materials》、《Nature Electronics》、《Matter》、《 Nature Communications》、《Science Advances》、《Advanced Materials》、《Energy & Environmental Science》等。他的研究小组目前专注于生物医学研究和实践的新一代技术——软聚合物生物电子材料和设备。截至2023年2月，他的研究被引用超过20800次，他的H指数为59。2020年至2022年，他被科睿唯安（Clarivate Analytics）评为高度引用研究员，并获得了美国国立卫生院（NIH）院长创新奖、美国自然科学基金委（NSF）杰出青年学者奖、海军研究所（ONR）青年研究员奖、入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”榜单（TR35全球名单）、先进材料新星奖、ACS PMSE青年研究员奖和iCANX青年科学家奖，美国材料研究学会（MRS）优秀研究生奖、中国政府杰出留学生奖、《物理世界》2012年十大突破等奖项。