
日前,著名科学家鲍哲南荣获引文桂冠奖,距离诺贝尔奖似乎更近了一步。这位万众瞩目的杰出女性科学家,身上一直光环夺目,是许多人尊敬的学界明星。但面对荣誉,她自己却坦言:科研的目标并非诺奖,帮助人类才是科研的最高境界。

图源:stanford.edu
鲍哲南,华裔美籍化学家,国际柔性电子领域专家。现任美国斯坦福大学化学工程系主任、K.K.Lee特聘教授。中国科学院外籍院士、美国国家工程院院士、美国艺术与科学院院士、美国国家发明家学会会士。
鲍哲南教授是有机电子材料和器件领域的国际著名学者,是国际同行公认的印刷有机电子和仿生有机电子的开创者和领导者。她的研究成果为下一代基于有机光电材料的柔性电子技术提供了重要的原理和技术支撑,她开创了有机电子材料的分子设计概念,使柔性电子电路和显示器件成为可能。她最负盛名的工作之一是人造皮肤的相关研究,在医疗设备、能源存储和环境应用方面都表现出极大的应用前景。
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学界明星如何升起?
1970年11月,鲍哲南出生于南京。母亲是*京大南**学化学系教授,而父亲则是*京大南**学物理系教授。出生于这样的“书香门第”,其自幼所受的教育、熏陶则不必赘言。1987年,鲍哲南顺利考入*京大南**学化学系,在班级自我介绍上,她说:“我叫鲍哲南,哲学的哲,因为我的父母希望我有智慧。而南是南京的南,因为我出生在南京。”
鲍哲南热爱学习,勤于思考,一个“哲”字可谓名副其实。由于出色的成绩和实验能力,她在大三前的暑假就进入*京大南**学化学系薛奇教授的高分子实验室,提前参加科研工作。1990年,由于母亲陈慧兰到美国做学术交流,尚未完成本科学业的鲍哲南随行移居美国,进入美国伊利诺斯大学芝加哥分校学习。到美国后,鲍哲南的生活并不轻松,课后需要打两份工补贴开支。但即便如此,她还是自学通过了TOFEL和GRE考试,并在学业上更进一步。
1991年,芝加哥大学向鲍哲南抛来橄榄枝。在还没有获得本科学位的情况下,她被破格录取为该校化学系的公费研究生。担任她导师的,是华裔高分子化学家于鲁平。21岁的鲍哲南正式开始了自己的学术生涯。
在旁人眼里,鲍哲南的职业道路是稳扎稳打、顺风顺水的:1995年鲍哲南获芝加哥大学博士学位后进入贝尔实验室,成为聚合物和有机材料部门的首席研究员;2001年被贝尔实验室聘为杰出研究员,达到该实验室聘任研究人员的最高级别;2004年,她加入斯坦福大学,致力于使用新的制造方法研究有机半导体和碳纳米管,前沿的工作包括研发电子皮肤和全碳太阳能电池;2009年,获得Beilby勋章和奖项;2011年,荣获ACS Cope学者奖;2016年,当选美国国家工程院院士;2017年,获得世界杰出女科学家奖,同年升任斯坦福大学化学工程学院院长,成为斯坦福大学首个华人女院长;2021年,当选美国文理科学院院士;2022年,获得引文桂冠奖。
目前,鲍哲南已拥有超过100项美国授权专利,她还是两个硅谷科技公司的创始人。她发表了700多篇研究论文,获授权130多项美国专利,其谷歌学术(GoogleScholar)的H指数>180。她是美国科学促进会、美国化学学会和SPIE的一员,同时担任ACS纳米、先进功能性材料、先进能源材料、化学通讯、化学材料、今日材料、纳米尺度和NPG亚洲材料等学术期刊的顾问委员,材料研究学会和美国化学学会高分子材料科学和工程部的理事会成员。
鲍哲南凭借自己的智慧和奋斗,一步步向科研高峰攀登,并最终成为了万众瞩目的优秀女性科学家。
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为人类守护皮肤的美丽女士
鲍哲南以发展有机场效应电晶体和有机半导体等技术而知名。在贝尔实验室的8年中,她在纳米电子学、有机晶体管等研究领域做出了重要的成果。晶体管是1948年在贝尔实验室发明的。通常,有机材料不能代替传统无机单晶硅制作晶体管,鲍哲南的志向是通过开发有机半导体来彻底造晶体管,使电子器件可应用于更多的地方和任何衬底上,例如大型墙上显示器、食品的价格标签等。
1997年鲍哲南合成了高迁移率的有机材料,制造出当时增益最高的有机晶体管,使有机晶达到了实用水平。她和她的同事们还使用印刷喷涂的方法取代复杂、昂贵的光刻技术制造有机晶体管,使器件尺寸也达到了微米数量级,这是晶体管发展中的一个重大进展。
此后,鲍哲南与更多的物理学家及工业界的科学家合作,更深入地开展有机半导体材料和器件的研究和应用。2000年末,贝尔实验室和E-Ink公司的科学家合作发明了一种全新的塑料电子纸-它不但能够弯曲、读写,而且可以自由写入、读出和刷新、改写,因而具有普通纸张和计算机显示器两者的特点。而这项研究中,鲍哲南合成的聚合物半导体材料制造的印刷全塑料柔性薄型显示器,起到了关键作用。
2006年,鲍哲南在塑料有机电子材料领域取得了又一项重大成果,她的团队在任意衬底上成核和选区生长有机半导体单晶薄膜,并制成了高性能晶体管的阵列。这项新技术用于平板电脑显示器,可将其速度提高三倍,美国电子业界称此项技术为“突破性”技术,它将使未来的电子产品打破传统模式,可以做成任何一种形状,甚至可以穿在身上,制成具有特殊功能的服装。
用电子皮肤感知瓢虫
图源:L.A. Cicero / Stanford University
2010年,鲍哲南受人类皮肤敏感和可拉伸特质的启发,在世界上首次设计出类皮肤触感有机电子器件。2015年,她又在人机结合领域做出了开创性工作,首次了实现人造电子皮肤与大脑的链接,为未来智能电子器件的开发奠定了技术基础。鲍哲南自己介绍道:“我们开发的新型塑料材料,可以表达硅具备的某些电气功能,但同时又具有与人体皮肤相似的延展性、生物降解性和自我修复功能…… 就短期而言,我们开发的材料和设备能够使可穿戴电子设备更加完美贴合肌肤,仿若无物,在某些情况下我们甚至看不到它……不久的将来,人造皮肤的主要应用是假肢,可以帮助失去四肢的人恢复触觉。”
正是因为在人造皮肤领域的突出成就,鲍哲南获得由凤凰卫视联合多家媒体和机构评选的“影响世界华人大奖”,其颁奖词写道: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的默默奉献的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。
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科研的最高境界,不是获奖
2022年9月,鲍哲南获引文桂冠奖,获奖理由正是开发出有机和聚合物电子材料的新型仿生应用,包括柔性“电子皮肤”。引文桂冠奖是诺奖风向标之一,这次获奖似乎预示着鲍哲南正在向学界的最高荣誉迈进。但也有人认为,鲍哲南的研究偏向应用领域,而目前“人造皮肤”远未到大规模应用的阶段,因此鲍哲南的获奖几率仍然很低。
不过,鲍哲南本人对此倒并不介怀。她此前在接受采访时曾表示:“我做科研的目标不是诺贝尔奖,而是能够用我的研究成果去帮助人类,这也是我心目中科学的最高境界。如果只是以获奖为目标,会很难尽心去做研究。我最想看到的是我的研究成果被应用到实践中,让人类受益。”
鲍哲南对于研究和生活有着自己的见解。她表示,既要有开心的家庭,也要有自己满意的事业,两边都要给予足够的重视和足够的时间。自己要定一个准则,不能为了一个而放弃另一个。鲍哲南的确在工作与生活间游刃有余,职业上,她是万众瞩目的明星科学家;生活中,她则将自己的家庭关系经营得十分和谐。她说:“不管多忙多累,我每天都会在早晨5点起床给家人做早饭,这是我陪伴他们的时间和方式;我的爱人是一位华裔科学家,他会教我平衡工作与生活。每当有外出的国际会议,我会和全家人一起去,会议结束后转转,算是放松心情。”

鲍哲南与崔屹合影
尤其有趣的是,鲍哲南还是斯坦福又名的“步行健将”。斯坦福大学一直提倡通过步行、骑自行车,或乘坐公共交通上班。由于鮑哲南长期坚持走路上下班,校方还将她的照片和留言制成明信片,悬挂于斯坦福的校车中。鲍哲南笑称:“事实上,每次30分钟的走路不仅是我的体育锻炼,还可以利用这段时间做许多平时没有时间做的事,例如使我有更多的机会与我的朋友、父母交谈。”
于是,斯坦福的学生和同事,时常能看见鲍哲南穿着球鞋步行到学校。而到了办公室,她又会换上高跟鞋,将优雅的身影留在实验室中。