从金陵中学到南大再到芝加哥,从贝尔实验室到斯坦福,她的足迹不仅串联起学术的辉煌,更书写了一个女性科学家如何凭借智慧与毅力,在全球顶尖科学殿堂中占据一席之地的传奇。鲍哲南在科学这一座山脉不停向上攀登, 取得一个又一个辉煌。作为斯坦福大学建校127年来,首位担任化学工程学系主任的亚裔女性,她不仅改变了自己的人生轨迹,更以化学、工程、材料科学为画笔,在世界科技史的画布上留下了属于她的印记。她还是四院院士,不仅推动了化学与工程的交叉融合,还在可穿戴电子、柔性电子、高分子电子纳米材料等领域引领创新。她还是斯坦福可穿戴电子中心创始人和主任,她引领了电子皮肤技术的发展,让机器人、假肢、智能医疗设备具备人类皮肤的触觉感知能力。她的头衔和荣誉的确熠熠生辉,但比这些更耀眼的,是她身上那种打破边界、探索未知的勇气的稀缺品质,是她曾在迷茫中选择的笃定前行,也是在面对探索极限中选择的一次次自我突破,和与未知世界的对话。
荣耀的背后
往往伴生着经历的困境、
艰难的选择、承受的压力。
作为科研界璀璨的创新之星,她发表了700 多篇文章,拥有 130多项专利,鲍哲南的Google Scholar H-index高达 228,她的声音在专业领域是领军的力量,她的梦想,显然不止于论文的发表和专利的申请,而是希望让科研真正落地,改善人们的生活,让科技属于每一个普通人。十年前她发表在《科学》上的一篇文章,首次实现人造电子皮肤与大脑的链接,在人机结合领域做出了开创性工作,这一发现,也让假肢佩戴者更有机会真正感知世界,为未来智能电子器件的开发奠定了技术基础。她所在的学校是硅谷双雄之一斯坦福,她目前还是两家硅谷企业PyrAmes(专注于非侵入式血压监测技术)和C3 Nano(致力于柔性电子材料的商业化)联合创始人,Fusion Venture Capital 的顾问合伙人, Camille 和 Henry Dreyfus 基金会董事会成员。
VinFuture Prize女性创新奖
她的父亲鲍希茂,是南京大学物理系的知名教授,研究凝聚态物理与半导体材料,曾主持多项国家级研究项目。母亲陈慧兰,是南京大学化学系教授,在配位化学和生物无机化学耕耘。
鲍哲南总说她的父母将对世界的好奇心传递给了她,5岁时的她,那个往玄武湖里扔冰棍来确认“冰和水哪个密度更大”的鲍同学,一直试图从实验、实践中叩问未知,而非完全是书本中获得答案。
沉静坚定、聪颖勤奋的她一路按着人生快捷键高歌猛进,小学跳级,17岁便考上了南京大学,大二暑期时在薛奇教授的实验室,她首次接触到了高分子化学合成实验,感受到了探索未知的乐趣,这为她以后出国选择高分子化学作为研究方向埋下了伏笔。鲍哲南出国后,她爸爸在整理她留下的物品时发现了一个小本子,上面记录着她的各门功课的不同学习方法。因为有着独特的学习方法论,鲍哲南总是能高效完成大学课程,并且门门高分,她的父母并没有给她施加压力,而她对自己一直有着高标准严要求,给自己施加前行的压力。
天资聪颖、目标清晰、热爱科研、持之以恒,她天生有一颗不甘于现状的心,也许她生来就注定要去更遥远的地方,探索那些尚未被点亮的星辰。
真正的考验,不在书本里,
在前方最热烈的梦想里。
逐光而行,不问归期。
鲍哲南是大学本科3年级中出国的,没有完成全部本科课程,为了读研必须补上美国大学的一些课程,于是她在伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)选修几门本科高级课程,她坚定了自己前行的方向——读研。
华裔有机化学家杨念祖教授注意到了这个年轻女孩的才华与韧劲,杨教授在了解了她在南大优异的基础情况与志向后,决定伸出援手,为鲍哲南争取攻读研究生的机会。
在芝加哥大学,鲍哲南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,并确立了高分子化学作为今后的科研方向,成为当时年轻的高分子化学家于鲁平教授的开门弟子之一,全身心投入自己的科学研究。仅4年半时间,刚25岁的鲍哲南再次按下快捷键高歌猛进,获得了芝加哥大学博士学位。
博士毕业后,鲍哲南便站在了另一座科学殿堂的门前,她向贝尔实验室投去了博士后的申请,贝尔实验室的部门主任ElsaReichmanis 基于她在学校的卓越表现,看到了她的潜力,给了她面试机会,面试时她表现极其出彩,在她答辩结束之后,评委席的教授们知道面前这位25岁的小姑娘是为重新定义规则而来,评委破格特批鲍哲南跳过两年博士后的过程,她被聘请为研究人员加入团队。
鲍哲南在贝尔实验室从事尖端科学研究,从最开始的忐忑自己能否做好leader到带领团队取得更多的成功,她开始变得更加自信。2001年,在贝尔实验室工作仅6年,31岁的鲍哲南就获得了实验室“杰出研究人员”称号。在贝尔实验室的8年里,鲍哲南交出了令人信服的答卷。她在纳米电子学、有机晶体管等研究领域都取得了重要的成果,是聚合物和有机材料部门的“首席研究员”和“杰出研究员”。
2004年,鲍哲南离开贝尔实验室,受聘于斯坦福大学化学工程系,来到了学术界,承接了父母作为南大教授提灯育人的使命。她一边点亮后来者的路,一边继续科学研究。
答案藏在纳米科技的突破之中
碳纳米管与柔性电子技术
打造仿生神经系统
2010 年 9 月,鲍哲南团队发明了一种可模拟人类皮肤的高灵敏度柔性塑料薄膜材料。这种材料由高灵敏的电子感应器组成,当无数感应器连成一片时,就形成与人类皮肤相似的薄膜。这种电子皮肤能感知一只蝴蝶停在上面的轻柔,可被广泛用于义肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、汽车方向盘和医学等领域。
鲍哲南希望,电子皮肤能真正像人类皮肤一样,除了感知压力外,还可以感受到温度、湿度,甚至于痛觉。2017年,鲍哲南教授团队开发出一种能够感知压力并与大脑沟通的柔性人造皮肤,有望帮助用假肢生活的人获得真实触感。第二代电子皮肤尝试将不同组件进行组合,但仍缺乏整体集成,加上刚性部件的存在,使其与理想的电子皮肤还有一定差距 (Science, 2018, 360, 998-1003)。这些现状成为关键的驱动因素,亟需开发既可拉伸又具有良好电荷传输能力的新型半导体材料。鲍哲南知道,只有“可拉伸”和“高灵敏度”兼备,电子皮肤才能真正融入人体。
2017年3月,鲍哲南获年度“世界杰出女科学家奖”。同年,鲍哲南升任斯坦福化学工程系主任,担负了更大的责任。
2024年鲍哲南最新ACS Nano关于高性能可伸缩晶体管和集成电路的设计制造,皮肤状可拉伸电子设备在人体无缝集成方面展现出巨大潜力,能够为生物学研究、生理信号监测以及医疗治疗提供稳定的生物电子接口,同时不影响人们的日常生活。鲍哲南教授团队基于其往期的工作,提出了一个更全面而详细的实验方案,用于设计和制造高性能的内在可拉伸晶体管和集成电路。
最伟大的变革往往来源于最疯狂的假设
鲍哲南的实验室和生物工程、精神病学和行为科学教授Karl Deisseroth和化学教授 Carolyn Bertozzi 合作,正在探索通过基因改变细胞来制造聚合物。这种能力可能让科学家有朝一日能够在生病的神经元上生长导电聚合物来治疗癫痫等疾病,甚至在体内生长传感器等设备是否可以实现“生物内置设备”?该方法还可能为未来版本的电子皮肤提供一种直接与特定神经交流的方法,嵌入神经系统,是否能成为真正的“第二层感知”?
鲍哲南的愿景是用自己的方式制造新材料,她的实验室也正成为吸引顶尖研究生和研究人员的磁铁,例如现任多伦多大学助理教授的Helen Tran,她被鲍哲南的创造力所吸引,以博士后的身份来到鲍哲南的实验室。
2024年,4月30日,美国国家科学院(National Academy of Sciences,United States,简称 NAS)公布2024年新当选的院士(120人)和外籍院士(24人)名单,以表彰他们在原创研究中取得的持续、杰出的成就。美国国家科学院成立于1863年,是由美国著名科学家组成的科学组织,其成员在任期内无偿地作为全国科学、工程和医药的顾问,是美国科学界荣誉性及政府咨询机构。美国国家科学院院士(NAS Member)是美国学术界最高荣誉之一,当选者均为在科技和工程方面取得杰出成就的科学家和工程师,鲍哲南的名字赫然在列。
同年年底,因在开发仿生聚合物电子器件、有机场效应晶体管和有机半导体方面的开创性工作,鲍哲南被选为Cell Press “全球科学50人”之一。
Cell Press “全球科学50人”
荣耀的背后是对未知的执着求索
荣耀的延续是对边界的不断突破
她曾是那个在玄武湖边叩问未知、仰望星空的小姑娘,如今竟已培养出来自世界各地的200多名博士的导师,科学的火炬因传承而不熄,她点亮群星,让科研之光璀璨绽放。她视学生们若珍宝,相比于被摆放在一旁的各种聘书、荣誉证书,她反而把学生送她的手绘画作挂在办公室,一棵扎根于科学的枝繁叶茂的苍劲大树。这是学生对她最美好又真诚的祝愿,愿老师的追光与提灯育人之路,永远充满生命的律动,生生不息。
撰稿:闫海磊
审核:鲍哲南