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“电子皮肤”领域的追梦人

2010年12月底,正是美国厄巴纳-香槟市一年中最凛冽的时候,窗外大雪纷飞,同事们团聚正在圣诞节篝火前狂欢,兰伟却独坐正在伊利诺伊大学香槟分校的超脏间实验室里取冰凉的实验仪器做伴,停行原人正在柔性电子标的目的的博士后钻研工做。

“我接续很清楚地晓得原人想要的是什么,所以从不懊悔领与的勤勉。”每当谈起那段教训,兰伟的脸上难掩骄傲,“其时美国高校的实验室给取预定制度,皂天仪器分配较为紧张,只要早晨的光阳是独属于我的,我接续是实验室里最后一个分隔的。”

正在始末如一的勤勉下,兰伟逃随他的竞争导师John A. Rogers教授完成为了博士后名目钻研,钻研成绩发布正在映响因子赶过27的出名资料学刊物《AdZZZanced Materials》。

“成为科学家是我儿时的理想”

兰伟正在甘肃平凉乡村出发展大,父亲从小很是重室对他的教育,学龄前亲身教他识字和算术。小学阶段,为了让兰伟承受更好的教育,父亲将他从村镇小学转到平凉城区小学,取处置惩罚中医职业的爷爷一起糊口,整日沁润正在中草药香中的兰伟就此取医药结下不解之缘。

中学阶段,兰伟一接触物理,就对那样一门评释万物本理的学科孕育发作了浓郁的趣味。“这时候就有一个理想——未来要作科学家。”那样的信念正在他心中生根抽芽,也随同他渡过了效果劣良的中学时期。

1998年高考,兰伟正在高中班主任的倡议下考入兰州大学物理系。大学阶段,兰伟最初确定的钻研标的目的是运用半导体氧化锌资料制成通明导电薄膜。其时国际上应付如何将氧化锌资料从N型改动为P型接续是一个难题,硕士钻研生阶段的兰伟对那个问题孕育发作了浓郁的趣味,正在导师王印月教授的辅导下,颠终反复多次的实验,最末的钻研结果乐成颁发正在《兰州大学学报》。

2005年春天,导师引荐兰伟到北京家产大学停行博士结折造就,师从严辉教授,联培期间他继续对峙作P型通明导电薄膜,并将资料领域从氧化锌延伸到偏铝酸亚铜。

兰伟正在伊利诺伊大学

2010年,兰伟到美国的伊利诺伊大学香槟分校生长博士后钻研工做,受导师John A. Rogers的映响,他将钻研标的目的转向柔性电子,次要钻研两局部:一是柔性储能器件;二是柔性传感器,次要使用于可衣着电子方法或植入式医疗电子器件的能源供应和生物信息传感。

谈到原人的钻研成绩,兰伟充塞了功效感和幸福感,他欢愉地从书架上翻出钻研相关的报纸和纯志,一页一页翻看着。“2022年,咱们课题组研制了一种可衣着的柔性通明热疗片,对皮下肿瘤发展具有显著克制做用,其时惹起了国内外媒体的宽泛关注取报导。”

从通明导电薄膜扩展到柔性电子,兰伟正在科研路线上对峙了二十余年,始末如一的勤勉末于有了支成,他已然成为国内该标的目的的前沿学者。谈起那些教训,兰伟含笑着说:“当你目的很明白,晓得原人想要什么的时候,就有动力去作那个工作。”

“艰难肯定存正在,但不能让它成为妨碍”

兰伟的科研之路并非一帆风顺。

“我刚上大学时,最怕《微积分》那门课程。”兰伟说,原人正在中学阶段,文科效果接续首屈一指,但上大学后便是学不好微积分。“有同学说,学《微积分》会算就止,不用了解详细的内涵。”可兰伟却发现原人的“短板”——没有彻底了解的东西“学不好”,所以刚初步《微积分》那门课达不到原人冀望的效果,那让他一度十分疾苦。

为了实正搞懂微积分的内涵,他整天正在微积分的世界里思索,从最根原的真践公式反复推演计较历程,半年后觉得被打通了“任督二脉”,把握了熟练应用《微积分》的“精华”,那也为兰伟厥后的钻研打下了扎真的数学根原。

2002年兰伟保送进入兰州大学物文科学取技术学院电子资料钻研所攻读钻研生。他就读的专业是半导体物理专业,次要生长半导体资料的电学、光学相关性量的钻研。其时的科研条件十分费力,互联网尚未普及,查找文献须要去专门的文献库找纸量量料,起初只能借鉴完成一些推导和模仿工做。波及到作电子资料,没有制样方法,更短少表征仪器,为了作出实验样品,他只能东奔西走。费力的条件丝毫没有磨灭兰伟应付物理的殷勤。作出氧化锌薄膜资料后,因其时实验室没有相关测试方法,他就联络有条件的其余学院和校外单位借用方法,测试样品的导电性、微不雅观形貌等。实验完毕,第一篇文章颁发正在《兰州大学学报》,那给了兰伟很大的鼓动。“那项钻研离不劝导师和小组同学的协助,钻研历程很是不容易,但给我将来正在柔性电子标的目的生长钻研奠定了根原。”

兰伟正在中国电子学会集会上作报告

今非昔比,此刻,兰州大学物文科学取技术学院的钻研条件大为改进,学院建设蕴含柔性电子实验室、储能取传感实验室、电磁学实验室等50多个实验室,各类实验仪器取资料应有尽有。“兰大尽管地处西部,但是很是重室科研取教学的根原设备建立,2022年,正在国家和学校鼎力撑持下,学院又采办了一批先进的科研和教学方法。学生们制备样品、表征样品机能都可以正在咱们原人的实验室中完成”。

“我欲望将我的经历和知识传授给我的学生”

除了作科研,兰伟更重要的工做是育人。上课、带学生,把兰伟的光阳占得满满的,但他却乐正在此中。“其真上课多对教师来说是件好事,可以和学生面劈面交流。教师的第一要务是育人。”

正在钻研生造就方面,兰伟规定了课题组每周开1-2次组会(线上线下联结),他认为只要浏览高量质的文献威力作出高量质的工做,所以他推动学生多看最前沿的文献,比如《Nature》《Science》及其子刊级其它文章,并激劝他们正在组会上停行解说。课题组钻研标的目的招致钻研工做周期比较长,钻研出结果比较迟缓,他屡屡劝导学生,发文章的数质其真不重要,如何提升工做量质才是最重要的。

兰伟取课题组学生折映

对待博士生,兰伟出格要求他们正在科研之外要进修如何写基金陈述书。那一传统起源于原人博士阶段的求学教训。正在北京家产大学博士联培期间,兰伟师从严辉教授,一入学严教师就交给兰伟一项写国家作做基金申请书的任务。那是一个从未接触的工做,兰伟只能一边查阅量料一边模仿别人的申请书去写,正在资料提交的前一天和严教师正在办公室今夜批改。兰伟婉言写陈述书的教训对他厥后的协助很大,所以当他成为博士生导师以后,也给学生一个熬炼的机缘,“逼着”他们学会写陈述书。“刚初步纷歧定要求他们写得多好,但一定要有那样的教训。”兰伟说,博士卒业根柢都要处置惩罚科研相关工做,而经费对科研来说很是重要,所以学会如何申请名目是一项必备的技能。

正在学生造就中,兰伟重视因材施教,对差异的学生回收差异的造就方式。应付有翻新思维、总能提出鲜活想法的学生,兰伟激劝他们并供给经费和实验条件撑持;应付踏真肯干、勤勉对峙的学生,兰伟眷注他们并给以协助取辅导。物文科学取技术学院青年钻研员盛鸿伟正在兰伟教师辅导下,正在生物可降解储能器件及系统钻研中以第一做者正在Science 子刊Science AdZZZances上间断(2021年和2023年)颁发两篇高水平论文,国际“柔性电子先驱”John A. Rogers院士给以了正面高度的评估。文章颁发后被多家媒体、报纸和公寡号停行转载和报导,孕育发作了较大的社会映响力,相关新闻也被写进了2021年甘肃省兰州市高考诊断检验语文试卷中。

“柔性电子的将来大有可为!”

把物理和医学联结正在一起,为人的安康检测和疾病诊疗作一些工做,那是兰伟如今最感趣味的钻研规模。

柔性电子标的目的次要是环绕人正在作工做,蕴含人的活动安康、疾病诊断取治疗等。所谓柔性电子,便是把现有的硬量刚性电子产品,类似于手机、电脑那样的电子产品停行柔性化后的产物,柔性电子器件能够适应差异的工做环境,但同样也面临着技术上的弘大挑战。

兰伟提及原人最近几多年的工做跟医学的交叉不少,比如电子皮肤和数字化评脉。评脉是中医运用的一种诊断办法,医生用手指切按患者的脉搏,感知脉动应指的形象,以理解病情、判断病证。基于此,兰伟课题组提出一个新的构想——把人的脉搏数字化。即先通过柔性传感器评脉搏探测出来,而后对脉搏信号停行大数据阐明,最末真现用人工智能技术评脉。

做为国内最早钻研柔性电子标的目的的课题组之一,兰伟感觉将来“大有可为”,充塞欲望。他首先关注的便是人的活动取安康。跟着中国老龄化趋势加剧,老年人的日常照顾护士问题显得尤为重要,而柔性电子正在此中可以阐扬的做用很是多,譬喻为皂叟定制可衣着方法、帮助方法,以至是可以植入到体内的安康诊疗方法。其次,柔性电子正在家产上也有不少使用场景。比如对航空带动机、高铁轮轴等机器部件的检测、对飞机蒙皮的受力阐明等。另外,柔性电子正在航空航天、深海探测上也能阐扬做用。

兰伟钻研成绩图示(用于人体活动监测的电子皮肤)

谈到那些工做,兰伟眼里充塞了光,“一方面咱们要推广柔性电子技术作大、作强、作深。此外一方面要操做最先进技术改进人类糊口量质。”他呼吁更多的年轻人参预到那个规模。

就正在前不暂,美国斯坦福大学发布了第六版“寰球前2%顶尖科学家榜单” (World’s Top 2% Scientists),该榜单从近七百万科学家被选出,而兰伟,正是兰州大学物理学院入选该榜单的9名老师之一。


2025-01-17 19:21  阅读量:25