iCANX-Talks -全球前沿科技公開課（視頻課）知到章節(jié)答案智慧樹2023年iCANX創(chuàng)新學(xué)院

iCANX-Talks—全球前沿科技公開課（視頻課）知到章節(jié)測試答案智慧樹2023年最新iCANX創(chuàng)新學(xué)院第一章測試以下說法正確嗎。Q1：摩擦表面的納米結(jié)構(gòu)對TENG表面電荷密度有什么影響？A1：我們最早是使用兩種不同材質(zhì)的平坦的表面，但是當(dāng)它們真正接觸時(shí)，看起來平坦的面在原子層面上并非如此。而只有當(dāng)它們的距離小于一定數(shù)值時(shí)才會(huì)發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，因此只有很少一部分的接觸面上進(jìn)行了電荷的轉(zhuǎn)移，這表明宏觀平坦的摩擦表面效果并不好。而如果使用具有金字塔結(jié)構(gòu)的摩擦面，則可以讓輸出功率增加20倍。所以說將其中一個(gè)摩擦表面進(jìn)行微納結(jié)構(gòu)加工，不僅能增加接觸面積，也能增加兩個(gè)面之間的電荷轉(zhuǎn)移量。但是如果兩個(gè)面都是粗糙的，則會(huì)降低發(fā)電機(jī)的性能，這說明表面過于粗糙是對發(fā)電機(jī)不利的因素。所以在進(jìn)行表面納米結(jié)構(gòu)加工時(shí)要控制粗糙的程度，從而得到最佳的性能。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：TENG作為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的商業(yè)化能源這一愿景所面對關(guān)鍵的問題有哪些？A2：像任何技術(shù)一樣，我們也需要TENG具有更好的效率、更小的尺寸、更高的輸出功率或能量密度，以及更高的穩(wěn)定性，所以我們需要繼續(xù)提升它的效率、封裝技術(shù)、穩(wěn)定性和輸出功率。TENG這項(xiàng)技術(shù)最早是在2012年被提出，不到八年時(shí)間里，世界上很多人對它非常感興趣。來太陽能電池來說，它雖然經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，但現(xiàn)在人們依舊對這項(xiàng)技術(shù)有著開放性的問題。我認(rèn)為TENG對IoT節(jié)點(diǎn)供能方面，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)有很好的應(yīng)用出現(xiàn)。所以大家要開放思維，堅(jiān)持不懈，保持興趣，我們的發(fā)現(xiàn)會(huì)超出想象。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：濕度對TENG在實(shí)際應(yīng)用中有什么影響？A3：人們總是會(huì)擔(dān)心水分對TENG輸出的影響。在最新的研究中顯示，作為摩擦層的薄膜在含水量為95%時(shí)，TENG仍能工作。當(dāng)然，如果把它直接浸入水里是無法工作的，所以需要材料進(jìn)行封裝，完全的封裝可以保證水無法滲入其中。雖然對于封裝材料來說，只要不滲水都是可以的，但是我們?nèi)孕鑼ふ倚虏牧鲜沟梅庋b更加持久和穩(wěn)定。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：纖維/織物基TENG的品質(zhì)因數(shù)如何進(jìn)行標(biāo)定？A4：類似于太陽能電池的品質(zhì)因數(shù)的標(biāo)定。只有當(dāng)材料的幾何形貌是平面時(shí)，我們才能夠進(jìn)行比較準(zhǔn)確地計(jì)算。比如說，塑料的摩擦性能是多少？若把它制作成筆，它擁有了形狀，就會(huì)很難測量，因?yàn)楣P的直徑可以制備成不同。但是把塑料制作成薄膜，就可以測量出數(shù)值了。因此人們?nèi)绻霚y量織物的品質(zhì)因數(shù)，應(yīng)該使用這種織物的構(gòu)成材料的光滑薄膜進(jìn)行標(biāo)定，這里品質(zhì)因數(shù)是對材料的標(biāo)定。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：影響TENG產(chǎn)生表面電荷的因素有哪些？A5：當(dāng)你測量TENG的效率時(shí)，需要著重關(guān)注幾個(gè)參數(shù)。比如σ2與材料相關(guān)，是電荷密度的平方。像在上一個(gè)問題中的，如果你有織物、薄膜或者筆，在這種情況下，我們就有兩個(gè)品質(zhì)因數(shù)，一個(gè)是材料，一個(gè)是結(jié)構(gòu)品質(zhì)因數(shù)。結(jié)構(gòu)品質(zhì)因數(shù)也會(huì)代入到公式中。將材料品質(zhì)因數(shù)和結(jié)構(gòu)品質(zhì)因數(shù)分開，可以更好的定義性能。（）

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對第二章測試以下說法正確嗎。Q1:為了在VHB和水凝膠之間實(shí)現(xiàn)良好的粘合，是否需要任何特殊的步驟？是否已研究過其他用于電介質(zhì)的材料？A1：當(dāng)我們制備第一版的iTune時(shí)，我們只是將水凝膠放在VHB上面，粘合得很不好。有時(shí)候我們在兩端施加循環(huán)電壓，當(dāng)電壓施加到一定程度時(shí)，水凝膠會(huì)從彈性體表面脫落，兩者間的粘附效果非常差。當(dāng)時(shí)我們沒有豐富的粘合經(jīng)驗(yàn)。在那個(gè)時(shí)候，水凝膠與彈性體或者其他材料的粘附已經(jīng)困擾大家?guī)资?，例如有人想將水凝膠粘附在人體組織或醫(yī)療器械上。這些技術(shù)已經(jīng)存在了很久，幾十年來大家都只是在嘗試。2016年，MIT的趙選賀教授取得突破性進(jìn)展（詳情見icanXtalkVol.2），他文章中講到水凝膠可以粘附所有物體。這引起我們的注意，但是我們發(fā)現(xiàn)他并沒有解決水凝膠與彈性體和組織的粘附問題。對你的問題，我的回答十分肯定。我們現(xiàn)在肯定地宣告水凝膠可以粘附一切材料。獲得諾貝爾獎(jiǎng)的晶體管就是將半導(dǎo)體、金屬、塑料組裝制得的。現(xiàn)在，我認(rèn)為將軟材料與人體、生物體、植物集成得到的新型器件將是未來幾十年的發(fā)展方向，而我們的研究正處于領(lǐng)先地位。對你的所有問題，我會(huì)給出一個(gè)大大的是?。ǎ?/p>

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對以下說法正確嗎。Q2:離子二極管和晶體管可用于刺激神經(jīng)系統(tǒng)嗎？有沒有相關(guān)嘗試？A2：我認(rèn)為是可以的，它們可以模擬神經(jīng)系統(tǒng)，但是這與離子彈性體具有不同的物理特性。據(jù)我所知，只有離子彈性體是一種可以移動(dòng)的材料，但是神經(jīng)系統(tǒng)中的多種物質(zhì)都可以移動(dòng)。相關(guān)嘗試目前我還沒有聽說過。但是我鼓勵(lì)你大膽嘗試。（）

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對以下說法正確嗎。Q3:這種透明材料是否已經(jīng)商業(yè)化？在商業(yè)化應(yīng)用中有哪些困難？A3：首先，透明材料是并不是一種材料，是幾類材料的總稱。例如，從一些大公司（例如3M）已經(jīng)可以買到透明彈性體。對于水凝膠，目前還沒有聽說公司或者團(tuán)體實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但是，參考我們發(fā)表的文章，任何從事高分子科研的組織將很容易制得透明水凝膠。你可以與他們合作。但是彈性體就不一樣了，不是所有的組都能合成。你要找一個(gè)合適的組。比如，可延展的電解液就是一種新型材料。不過，現(xiàn)在我們發(fā)表了相關(guān)文章以后，難度就下降很多了。我認(rèn)為現(xiàn)階段將該材料進(jìn)行商業(yè)化是非常好的時(shí)機(jī)，進(jìn)入商業(yè)化的阻礙非常小。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：水凝膠可以用作人工肌肉（例如，人工軸突）的良好介質(zhì)，水凝膠能否真正與人體組織和骨骼結(jié)合在一起？我認(rèn)為水凝膠與目前植入人體的輔助鋼板或硬質(zhì)合金相比具有固有優(yōu)勢。A4：水凝膠與人體組織的結(jié)合已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。例如，替換損傷軟骨?，F(xiàn)在的新趨勢在于，不僅使用水凝膠替換人體組織，并且要實(shí)現(xiàn)大量的功能。例如，你可以使用電子設(shè)備對組織進(jìn)行檢查，相關(guān)數(shù)據(jù)將發(fā)送到手機(jī)上并傳到云端。所有數(shù)據(jù)通過云端傳遞給醫(yī)生或計(jì)算機(jī)。通過這樣的方式，計(jì)算機(jī)對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。你的數(shù)據(jù)可能對他人疾病的治療提供幫助。通過這樣的方式，我們實(shí)現(xiàn)疾病的云治療。在未來幾十年，這些將能夠?qū)崿F(xiàn)。（）

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對以下說法正確嗎。Q5:這種離子水凝膠除了具有良好的導(dǎo)電性能外，還具有其他優(yōu)異的性能。這種材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用怎么樣，例如儲(chǔ)能或生物傳感器件？A5：對于儲(chǔ)能方面，水凝膠作為離子導(dǎo)體可作為電池中的電解質(zhì)。它還具備許多其他性能，我認(rèn)為在生物傳感上它也有良好前景。如何與人體集成？如何實(shí)現(xiàn)同時(shí)測量多種生物物質(zhì)？如何在單次電壓測量下區(qū)別不同信號？可能初期需要機(jī)器學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槿梭w就是一個(gè)復(fù)雜的水凝膠體系，如果我們能區(qū)分出這些信號，我相信我們將能創(chuàng)造出更好的凝膠體系。（）

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對第三章測試以下說法正確嗎。Q1：MXene在噴墨打印過程中的穩(wěn)定性A1：事實(shí)上，噴墨打印是一項(xiàng)非?？煽氐募夹g(shù)手段。首先，通過對MXene分散液進(jìn)行簡單的超聲處理，可以破壞大片MXene的結(jié)構(gòu)，從而將MXene片層的尺寸減小到100nm左右。但是，對于很多應(yīng)用領(lǐng)域來說，我們希望使用微米尺寸的大片MXene，因?yàn)榇笃琈Xene可以提供更高的電子電導(dǎo)率和機(jī)械穩(wěn)定性。另外，通過設(shè)計(jì)噴墨打印機(jī)的針頭，也可以實(shí)現(xiàn)大顆粒墨水的打印，這可能需要你與打印機(jī)的制造商一起來完成。事實(shí)上，我們實(shí)驗(yàn)室正在與公司合作進(jìn)行這方面的開發(fā)，相關(guān)論文將在今年夏天上線。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：單層與多層MXene的性能差別A2：在薄膜材料中，單層MXene表現(xiàn)為非常整齊的緊密堆疊結(jié)構(gòu)，片層間接觸面積大，因此薄膜通常具有較高的電導(dǎo)率、較小的片層間距離以及較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和機(jī)械穩(wěn)定性。而對于多層MXene來說，其排列并不像單層MXene一樣緊密，而是表現(xiàn)為松散的結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致薄膜的支撐很弱、滲透率很高，同時(shí)電導(dǎo)率很低。所以，如果你需要高電導(dǎo)率、低滲透率、高機(jī)械強(qiáng)度的薄膜，你應(yīng)該使用單層MXene的分散液來制備。如果你想要一個(gè)高滲透率的薄膜，比如電極材料需要為電解質(zhì)滲透提供充足的空間，這時(shí)候使用多層MXene將更有優(yōu)勢。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：制備大面積、單晶MXene的可行性和必要性A3：理論上講是的，我們沒有理由對合成大片的MXene單晶說不?，F(xiàn)在人們知道如何在銅箔上制備大片的石墨烯，但是并不是一開始就用這種方法。在最開始的時(shí)候，我們從微米尺寸的石墨中來剝離石墨烯。像石墨烯、MoS2以及BN這些材料的發(fā)展一樣，我們需要逐漸優(yōu)化MXene的制備工藝。既然人們可以制備幾百微米的Mo2C單晶，那么制備大片的MXene單晶也是可以實(shí)現(xiàn)的。關(guān)于它的必要性，實(shí)際上我并沒有很好的答案。研究大片單晶MXene的性能聽起來很有意思，我不知道在某些應(yīng)用領(lǐng)域是否真的需要這種材料。目前為止，利用現(xiàn)有的MXene我們已經(jīng)可以獲得高強(qiáng)度、穩(wěn)定的高導(dǎo)電MXene薄膜。同時(shí)，通過溶液法來制備MXene顯然成本更低。但是，如果你有辦法能夠制備大片的MXene單晶，我會(huì)來學(xué)習(xí)。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：MXene在微芯片超級電容器以及整流電容器的相關(guān)問題A4：首先，高電解質(zhì)滲透率電極材料的制備。這要求我們將MXene片層進(jìn)行特殊的排列，例如，利用碳納米管對MXene進(jìn)行插層，可以防止MXene片層堆疊。將MXene片層進(jìn)行垂直排列是一個(gè)很好的辦法，這是實(shí)現(xiàn)高性能電極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效途徑。此外，還有很多別的挑戰(zhàn)，比如拓寬工作電壓窗口、提高穩(wěn)定性等，這是一個(gè)非常宏大的課題。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：提高M(jìn)Xene在有機(jī)溶劑中分散性的方法A5：對于這個(gè)問題我并沒有很好的答案，我自己也很想知道。我們可以在水中得到非常穩(wěn)定的MXene分散液，在某些有機(jī)溶劑中我們也可以得到比較穩(wěn)定的MXene分散液，但是獲得可以在有機(jī)溶劑中均勻分散的MXene片仍然是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)?；蛟S問題的關(guān)鍵是在于找到一種MXene可以穩(wěn)定分散的溶劑，而不是對MXene進(jìn)行表面改性。當(dāng)然，你也可以通過在MXene表面接枝疏水基團(tuán)的方法，使其可以分散在非極性溶劑中。但是我們在工作中發(fā)現(xiàn)，與其他材料相比，MXene這種材料的優(yōu)勢就在于不需要改性就可以在很多領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。像半導(dǎo)體、金屬顆粒、量子點(diǎn)、石墨烯、碳納米管等這些材料都需要進(jìn)一步的處理，比如高溫處理，來實(shí)現(xiàn)較好的性能。關(guān)于MXene的表面改性，我想你可以借鑒其他低維納米材料的改性方法，如果你發(fā)現(xiàn)了可以提高M(jìn)Xene在有機(jī)溶劑中分散性的方法，請你告訴我，我會(huì)跟你學(xué)習(xí)。（）

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對以下說法正確嗎。Q6：MXene在科學(xué)研究和應(yīng)用前景的未來發(fā)展A6：MXene的未來并不像我們今天使用的背景一樣黑。在科學(xué)研究領(lǐng)域，我想簡單列舉幾個(gè)可能的領(lǐng)域：二維磁性MXene，包括鐵磁性和反鐵磁性；MXene在超導(dǎo)材料中的作用；拓?fù)浣^緣特性在物理界有很廣闊的應(yīng)用前景；MXene片層與電磁波之間的相互作用。我的實(shí)驗(yàn)室也正在研究MXene片層與電磁波的相互作用，希望相關(guān)工作可以很快發(fā)表。在我的報(bào)告中，我努力想讓你們知道MXene是一種可以觸及到的材料，而不是像石墨烯一樣在硅片上生長的單層材料。我們已經(jīng)可以大批量生產(chǎn)MXene分散液，可以通過很簡單的方法制備MXene薄膜。那么，對于應(yīng)用來說，因?yàn)镸Xene很容易獲得，所以有很好的應(yīng)用前景。我們要做的只是尋找MXene可能的應(yīng)用領(lǐng)域，如果讓我列舉幾個(gè)領(lǐng)域的話，我認(rèn)為可以是電磁屏蔽和天線。當(dāng)然，我相信還有很多領(lǐng)域等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，就像碳納米管剛被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，沒有人想到他會(huì)被應(yīng)用在電池電極材料中。（）

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對以下說法正確嗎。Q7：作為一個(gè)初入MXene領(lǐng)域的研究者，哪里是進(jìn)入該領(lǐng)域比較好的切入點(diǎn)？A7：目前為止，已經(jīng)有成百上千的研究者加入到MXene的研究中來，但是并沒有上千種MXene的組合。所以，如果讓我來說，我會(huì)尋找一種還沒合成出來的新的MXene材料。我的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在正在合成新的多金屬固溶體，研究不同金屬的比例對MXene性能的影響非常有意義，而這些研究之前并沒有人做過。如果你想聚焦在MXene的應(yīng)用上，那么就去了解他的基本性質(zhì)，去思考這些性質(zhì)可以在哪些領(lǐng)域產(chǎn)生不一樣的效果。所以，還有很多研究領(lǐng)域等待被發(fā)現(xiàn)，我很確定你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)感興趣的領(lǐng)域并深入研究下去。（）

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對第四章測試以下說法正確嗎。Q1:智能窗戶非常的神奇，它什么時(shí)候可以在市場商業(yè)化?A1:在商業(yè)化應(yīng)用方面我們已經(jīng)著手準(zhǔn)備將其推向市場，通過和香港機(jī)構(gòu)的合作，已經(jīng)做了前期的一部分工作，但是這個(gè)產(chǎn)業(yè)化的過程需要考慮很多因素，比如天氣和穩(wěn)定性等因素，我們將會(huì)合作單位開展進(jìn)一步的試點(diǎn)研究。（）

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對以下說法正確嗎。Q2:納米剪紙激光加工是否難以避免細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱損傷？A2:目前，納米剪紙技術(shù)還需要進(jìn)一步的深入研究，從現(xiàn)在的顯微鏡觀察的結(jié)果來看，這種結(jié)構(gòu)可以在目前的制備工藝下保持一個(gè)長時(shí)間的生命周期。（）

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對以下說法正確嗎。Q3:對于量子點(diǎn)的主體材料，液體是很好的選擇，粘度的影響和長期穩(wěn)定性如何？A3：將量子點(diǎn)材料分散到液體中，形成溶液，這樣適合旋涂和打印等薄膜制備方式，因此以量子點(diǎn)為主體材料的液體是很好的選擇，該溶液的粘度主要受到主體材料的濃度和分散劑本身的粘稠度影響，需要根據(jù)具體的情況去調(diào)節(jié)。量子點(diǎn)材料大部分都是無機(jī)材料，穩(wěn)定性還是可以的，同時(shí)一些納米包覆等方法也會(huì)進(jìn)一步提高材料的長期穩(wěn)定性。（）

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對以下說法正確嗎。Q4:QDled為什么像素越來越小，成本會(huì)降低？A4:這里所說的降低成本是相對的，每一種技術(shù)降低成本都有多方面的因素，像素越小的確需要更精確的設(shè)備，但是許多成本優(yōu)勢是來自于技術(shù)的大規(guī)模量產(chǎn)而實(shí)現(xiàn)的。（）

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對以下說法正確嗎。Q5:熱致變色智能窗口以哪種方式施加熱量，熱致變色精度如何？A5:我們并沒有指定某種特定的光源，但是在不同天氣情況下，熱變色智能窗戶的性能可能不同。（）

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對以下說法正確嗎。Q6:QDs的成本和前景如何？A6:在這里并不能對QDs的成本給出一個(gè)準(zhǔn)確的答案，但是目前該技術(shù)機(jī)已經(jīng)得到廣泛的研究，在進(jìn)一步的發(fā)展過程中成本是一個(gè)共同關(guān)注的問題，相信最終的QDs會(huì)變成一個(gè)成本和價(jià)值可觀的產(chǎn)品。（）

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對第五章測試以下說法正確嗎。Q1：MacEtch方法是否適用于不同的晶體材料？非晶材料呢？A1：之前在PPT中講到過MacEtch方法適用于不用類型的材料，第二個(gè)部分是晶體材料，有著單晶材料例如單晶硅，聚合晶體材料和一些非晶材料。對非晶材料我們不能說是通用的，但是它確實(shí)適用于很多非晶導(dǎo)體。我們唯一需要去做的是找到與之相應(yīng)的正確的金屬、方法。你可以決定在哪一塊區(qū)域用金屬進(jìn)行刻蝕。對于晶體的話我們已經(jīng)證實(shí)了是可以全部適用的MacEtch方法的。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：使用金屬作為各向異性蝕刻的催化劑，獲得的納米結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)大的深寬比。整個(gè)蝕刻過程是一次完成，還是可以進(jìn)行多次刻蝕疊加？是不是可以犧牲刻蝕納米結(jié)構(gòu)壁的平坦度，來增加蝕刻的次數(shù)，從而獲得更高深寬比的納米結(jié)構(gòu)？A2：在這個(gè)報(bào)告里呈現(xiàn)的納米結(jié)構(gòu)都是一次成型的，也可以再把樣品放到溶液進(jìn)行多次可以。因?yàn)镸acEtch只發(fā)生才有金屬的地方，也就是刻蝕結(jié)構(gòu)的底部，已經(jīng)獲得的納米結(jié)構(gòu)不會(huì)被刻蝕掉。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：MacEtch是一種很有吸引力的納米加工技術(shù)，靈活可控，而且結(jié)構(gòu)多樣，那么有沒有具體應(yīng)用的實(shí)際例子呢？A3：事實(shí)上獲得所有高深寬比的納米結(jié)構(gòu)，都可以用來制造性能更優(yōu)異的納米器件，可惜現(xiàn)在還沒有商用的器件，不過我們最近有一個(gè)這樣的項(xiàng)目。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：MacEtch技術(shù)在刻蝕Si和GaN的納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用上，能達(dá)到的最小的橫向分辨率分別是多少？A4：我們可以用光刻（opticallithography），電子束光刻（EBL，e-beamlithography）甚至可以用掃描透射電子顯微術(shù)（STEM，scanningtransmissionelectronmicroscope）來沉積單個(gè)原子或者原子線圖形，我們也在探索，我們最小能做到什么尺寸。當(dāng)前的話，最小的結(jié)構(gòu)是利用EBL沉積金屬圖案獲得的5nm的納米結(jié)構(gòu)。（）

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對第六章測試以下說法正確嗎。Q1：納米模板光刻在軟質(zhì)材料中的應(yīng)用及挑戰(zhàn)A1：原則上說它不需要與基材接觸所以這取決于溶液和軟材料例如聚合物的目標(biāo)分辨率。我在今天的報(bào)告中也展示了許多例子，例如用于生物傳感器的PI（polyimidefilm）、PDMS、Parylene。所以這個(gè)問題的答案是肯定的，模板光刻是一種要求結(jié)構(gòu)和聚合物基材高度結(jié)合的技術(shù)，因?yàn)榫酆衔锊荒茉趥鹘y(tǒng)的光刻、刻蝕步驟中保存下來。所以我鼓勵(lì)你去嘗試，在相對較短的時(shí)間內(nèi)取得有趣的結(jié)果并不難。模板光刻的挑戰(zhàn)之一是它會(huì)把所有不帶正電的物質(zhì)剔除出去，所以薄膜可能會(huì)在某個(gè)點(diǎn)斷裂。這取決于我們討論的尺寸。另一個(gè)挑戰(zhàn)是我強(qiáng)調(diào)的很重要的一點(diǎn)：對準(zhǔn)。我們要制造多層結(jié)構(gòu)，而不是單層的。如果需要對準(zhǔn)，一個(gè)可以預(yù)制備圖案的工具是光刻機(jī)。它可以制備硅片的光掩膜。通過調(diào)整電荷，即使對硅片進(jìn)行1納米的對準(zhǔn)也是可以實(shí)現(xiàn)的。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：在絲綢及其他編織材料上進(jìn)行圖案化的分辨率和穩(wěn)定性問題A2：這是一個(gè)很有趣的問題，我所展示的是圖形化的最終尺度將是一個(gè)短芯片。所以這更像是一個(gè)學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)來觀察它的分辨率和穩(wěn)定性。如果你討論的是在兩個(gè)溫度區(qū)域之間有表面變化的其他編織材料，這是一個(gè)候選工具。我對于其他的編織材料在熱處理的行為不是很熟悉。我很想知道關(guān)于絲綢和一些微尺度的優(yōu)點(diǎn)。所以抱歉我無法回答關(guān)于編織材料的問題。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q3：通過液體組裝制備的透明電極的均勻度如何？以及將這種透明電極從硅片轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底的困難是什么？A3：銀納米導(dǎo)電材料會(huì)漂浮在水面上，要轉(zhuǎn)移到一個(gè)透明的物體上，這一切的操作都是需要手動(dòng)進(jìn)行操作的。這個(gè)已經(jīng)在之前的一些報(bào)道中闡述過了，我們需要有一個(gè)放大的工具，可以讓我們實(shí)現(xiàn)手工操作的一個(gè)擴(kuò)展，能夠在小規(guī)模小尺寸上進(jìn)行操作。如果這些都能夠標(biāo)準(zhǔn)化，那么這些問題都可以得到解決，這里你需要轉(zhuǎn)移的那個(gè)透明材料的表面應(yīng)該是均勻的，但我不知道你使用放大工具后的放大和控制情況，或者你可以看一看已經(jīng)發(fā)表的一些文章里面會(huì)有一些最近的進(jìn)展或許能給你更大的幫助。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q4：對學(xué)生創(chuàng)辦的公司以及技術(shù)轉(zhuǎn)移的看法A4：EPFL如果可以幫助年輕的學(xué)生或者研究人員創(chuàng)建自己的公司也是非常好的，我們可以通過服務(wù)技術(shù)的一些轉(zhuǎn)讓來進(jìn)行一些合作，我們也愿意給那些初創(chuàng)公司更多的幫助。他們可以獲得EPFL的一些訪問權(quán)限，但這一切都必須要有一個(gè)合同明確寫明規(guī)則，也有一些費(fèi)用需要承擔(dān)。如果學(xué)生創(chuàng)業(yè)失敗，那么我也會(huì)遭受損失，而如果這種合作模式能夠盈利有回報(bào)，那么所有的工作者包括我的實(shí)驗(yàn)室也會(huì)得到回報(bào)。所以這個(gè)要視情況而定。有很多的醫(yī)院醫(yī)療結(jié)構(gòu)會(huì)提供比較多的合作跟創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)，有時(shí)候一個(gè)網(wǎng)站鏈接就可以創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)的各種可能性。如果有人對這個(gè)感興趣，他們可以發(fā)郵件并為網(wǎng)站付費(fèi)從而查看內(nèi)容。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q5：生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是否會(huì)成為MEMS和傳感器的未來趨勢A5：很好的問題。如果每個(gè)人都知道答案，那么你現(xiàn)在就可以致富。但是我感覺，你知道的，在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用確實(shí)存在。正如你現(xiàn)在所見，在面對新冠病毒流行的今天，你需要更多有關(guān)生命科學(xué)方面的知識，不僅是藥理學(xué)，而且還包括生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，并且這些是最具挑戰(zhàn)性的。我認(rèn)為未來的汽車和量子計(jì)算將會(huì)有一定的需求，并相信隨后會(huì)有一些傳感協(xié)助測溫。就個(gè)人而言，我相信如果能利用我們的大腦和我們的智慧發(fā)展出新的設(shè)備和方法來解決醫(yī)療保健和這些生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的緊迫需求，人類將受益匪淺。因此，我非常有信心，在接下來的十年中，這將是一個(gè)非常有趣的領(lǐng)域。（）

參考答案:

對第七章測試以下說法正確嗎。Q1：在沒有PV輔助的情況下，有沒有辦法其他方法可以實(shí)現(xiàn)無偏壓的CO2還原？Cu2O作為PEC中的暗陰極和直接作為電催化中的陰極有什么區(qū)別？A1：第一個(gè)問題我在報(bào)告中展示了兩個(gè)示例，這些示例實(shí)現(xiàn)了無偏壓的CO2還原，沒有提供任何額外的偏壓。第二個(gè)問題，我們可以將Cu2O用作光陰極，但是我們需要在該光陰極的表面包覆保護(hù)層。因此，之前我們課題組一直在進(jìn)行的工作是：建立一個(gè)模型系統(tǒng)，研究Cu2O光陰極失活的原因；然后在光陰極表面沉積透明且導(dǎo)電的保護(hù)層。這樣的設(shè)計(jì)，可以使Cu2O用作光陰極。我希望我已經(jīng)回答了你的問題。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q2：光電極表面的結(jié)構(gòu)與性能之間的聯(lián)系A(chǔ)2：這涉及到未來研究中可以開展的一些非常重要的工作。在我的報(bào)告最后，我提到了柔性PEC光電極，我們可以使用光刻或者其他相關(guān)的技術(shù)，在光電極表面構(gòu)建立體的催化、吸光結(jié)構(gòu)。我認(rèn)為這將是非常有趣的工作。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q3：無機(jī)半導(dǎo)體-有機(jī)酶的復(fù)合結(jié)構(gòu)用于人工光合作用的可行性，以及該復(fù)合系統(tǒng)和報(bào)告中所展示的人工樹葉各自具有的優(yōu)缺點(diǎn)。A3：對于無機(jī)半導(dǎo)體-有機(jī)酶復(fù)合體系，我們可以參考一下大自然。自然界中普遍存在這樣的無機(jī)材料-生物酶混合系統(tǒng)。我認(rèn)為這是一個(gè)全新的有價(jià)值的研究領(lǐng)域，即：將細(xì)菌或酶與無機(jī)材料結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)光能的轉(zhuǎn)化與利用。例如，加州大學(xué)伯克利分校的楊培東教授將量子點(diǎn)與細(xì)菌結(jié)合在了一起。在這里我不能簡單的判斷人工樹葉與這種復(fù)合體系的優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)槊總€(gè)事物都具有兩面性。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q4：PEC是否需要X射線或太陽光來驅(qū)動(dòng)、是否需要貴金屬催化劑以及人工樹葉是否可大量生產(chǎn)？A4：我認(rèn)為理想情況下，我們不必使用貴金屬做催化劑，非貴金屬催化劑用于人工光合作用是我們一直在進(jìn)行的研究工作。但是，目前研究人員通常使用貴金屬Pt作為析氫反應(yīng)（HER）的催化劑。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q5：人工樹葉在大規(guī)模生產(chǎn)中面臨的挑戰(zhàn)以及解決方法A5：對于整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)，尤其是反應(yīng)器，進(jìn)行規(guī)模的方法是一個(gè)挑戰(zhàn)。但是我認(rèn)為與傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)器相比，它們（光電反應(yīng)器）更加經(jīng)久耐用，但是還需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮入射光的位置，電解質(zhì)的選用等問題。（）

參考答案:

對第八章測試以下說法正確嗎。Q1：木頭是自然界中的重要元素，但是它很難和其他材料進(jìn)行匹配進(jìn)而提高性能，如何克服這個(gè)難題呢？A1：集成技術(shù)一直是一個(gè)難題，因?yàn)椴煌牧暇哂胁煌再|(zhì)。木材是一直柔性材料，我們可以通過機(jī)械切割制備各種形狀的木材，然后基于機(jī)械聯(lián)結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)彼此之間的結(jié)合；或者利用化學(xué)膠黏劑進(jìn)行結(jié)合。傳統(tǒng)木材呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，通過膠合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)材料和木材的結(jié)合。超強(qiáng)木頭缺乏多孔結(jié)構(gòu)，它的集成技術(shù)相對困難。但是我們要相信科研工作的聰明才智，他們一定會(huì)發(fā)展先進(jìn)技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)木材和其他材料的有效集成。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：超級木頭可以規(guī)?；a(chǎn)嗎？它的成本如何呢？A2：在DOE的資助下，我們的InventWood公司正在開展這項(xiàng)研究。和其他高性能材料相比，超級木頭具有成本上的優(yōu)勢，也具有潛在的商業(yè)化可能性。超級木頭的制備過程較為簡單，而且自然界中木材的含量豐富，其加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不銹鋼等材料。目前，我們采用生長速度快、價(jià)格低廉的樹木制備超級木頭。這項(xiàng)技術(shù)也可以應(yīng)用于其他生物質(zhì)原料，例如竹子。竹子的生長速度尤為迅速，一天可以生長1米，這項(xiàng)技術(shù)為我們提供參考，可以有更加廣泛應(yīng)用。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q3：任何材料都有缺陷，因此我們可以真的實(shí)現(xiàn)致密化木頭代替結(jié)構(gòu)金屬材料嗎？如果不能，我們應(yīng)該做呢？A3：的確，木材也有很多問題，例如，木材產(chǎn)品不能在濕潤或者水環(huán)境中長時(shí)間存放。它不像其他塑料或者金屬材料可以通過擠出或者鑄造技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種形狀。此外，木材具有一定的外力阻抗作用，如果施加外力過大，就會(huì)破壞它的結(jié)構(gòu)。他的機(jī)械制備會(huì)涉及到一些問題，關(guān)于這個(gè)問題我們多次討論研究，我們也會(huì)更加關(guān)注這些問題。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q4：木材的應(yīng)用已經(jīng)超出我們想象?，F(xiàn)在的木材納米制造技術(shù)可以適用于所有木材嗎？還是少數(shù)的木材呢？A4：不同木材具有不同結(jié)構(gòu)，需要不同制造技術(shù)，這也為我們提供更多機(jī)會(huì)和可能性。就像每一個(gè)人具有每一個(gè)人的特征，每種木材也是獨(dú)一無二的，而且木材的不同部位或者不同尺寸都具有不一樣的結(jié)構(gòu)。不同木材具有不同結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同性能，不同性能需要不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如balsa，它具有多層次的孔洞結(jié)構(gòu)，包括大孔的管道和小孔的纖維，纖維細(xì)胞孔徑較大，生長速度較快；而松木具有相對均勻的孔道結(jié)構(gòu)，因此他們具有不同的性質(zhì)。我們也希望通過AI構(gòu)建結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系，基于大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)木材的高值化應(yīng)用。我們也希望能夠開展基因工程和生長科學(xué)方面的工作，調(diào)控木材的生長結(jié)構(gòu)，合理構(gòu)架具有優(yōu)異性能的樹木。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q5：木材納米制造中的化學(xué)處理會(huì)引發(fā)環(huán)境問題嗎？和造紙技術(shù)相比較如何？A5：造紙廠制備生產(chǎn)紙張過程中會(huì)涉及到化學(xué)藥品，造紙企業(yè)也開發(fā)許多新技術(shù)提高化學(xué)藥品利用率，降低化學(xué)藥品的污染效應(yīng)。但是國家和政府已經(jīng)制定相關(guān)政策，我們需要嚴(yán)格遵守這些相關(guān)政策，同時(shí)小心謹(jǐn)慎對待化學(xué)藥品，也許我們可以解決這些問題。經(jīng)過科學(xué)家的努力，我們也取得長足進(jìn)步，正確面并解決這些問題。另外我們需要開發(fā)可回收甚至快速可降解技術(shù)，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，盡量降低對環(huán)境的影響作用。我們現(xiàn)在使用的化學(xué)藥品都是一些常規(guī)化學(xué)物質(zhì)，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常熟悉，因此我們可以正確處理這些化學(xué)藥品。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q6：普通木材在應(yīng)用時(shí)可能會(huì)遇到尺寸穩(wěn)定性和防火性的問題。和普通木材相比，致密化木頭在這方面會(huì)有什么區(qū)別嗎？A6：木材在遇到火源時(shí)容易燃燒。傳統(tǒng)木材的多空結(jié)構(gòu)也是木材容易燃燒的一種重要因素。超級木頭經(jīng)過致密化處理后，它的孔洞結(jié)構(gòu)已經(jīng)消失，因此具較高的防火性能。如果是長時(shí)間的面對火源，超級木頭也會(huì)燃燒殆盡。我們之前也做了很多工作，提高木材的防火性能[13,30]。木材尺寸穩(wěn)定性也是類似的，我們嘗試不同技術(shù)手段提高木材尺寸穩(wěn)定性，保證木材在不同濕度環(huán)境中保持長時(shí)間的尺寸穩(wěn)定。采取涂布防水層是一種有效的手段。一些國家的木制電線桿就是很好例子。（）

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對以下說法正確嗎。Q7：相比于水凝膠材料，木材在柔性可穿戴電子器件領(lǐng)域具有哪些優(yōu)勢呢？A7：纖維素已經(jīng)被用于制備水凝膠。許多科研工作者通過功能化纖維素替代其他化學(xué)物質(zhì)制備水凝膠，因?yàn)槔w維素表面含有眾多羥基，因此可以很好吸附水分，成為水凝膠材料的一員。因此我們可以通過纖維素與水凝膠的集成化處理，實(shí)現(xiàn)高值化的纖維素材料。柔性電子器件通常涉及油墨打印技術(shù)，因?yàn)橥ㄟ^卷對卷的打印技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。紙張就是很好的打印基底。紙張具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠很好吸收電子油墨，制備柔性電子器件。在美國柔性電子器件也是國家大力推崇和發(fā)展的新型方向。我們之前也做了很多關(guān)于木材以及纖維素紙張柔性電子器件的工作。（）

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對第九章測試以下說法正確嗎。Q1：將聲子晶體中引入缺陷結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)能量采集，在長時(shí)間的工作中是否會(huì)破壞結(jié)構(gòu)材料?A1：人們普遍認(rèn)為缺陷是指材料或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，會(huì)導(dǎo)致器件性能惡化。實(shí)際上，報(bào)告中所指的缺陷是通過理論計(jì)算，人為設(shè)計(jì)并引入超材料的一種結(jié)構(gòu)，對于實(shí)現(xiàn)能量局域化效應(yīng)與機(jī)械能增強(qiáng)具有重要的作用，因此，此處的缺陷不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，相反，可以極大的提高振動(dòng)能量采集的性能。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：在振蕩結(jié)構(gòu)中需要避免缺陷的存在，而具有缺陷的聲子晶體是如何在這種情況下工作的?A2：問題中的所指的“缺陷”是一種由于人為疏忽或加工誤差導(dǎo)致的缺陷，這種缺陷會(huì)導(dǎo)致器件的性能惡化。而本報(bào)告中的“缺陷”是則是根據(jù)所要采集的機(jī)械波波長特性，人為設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)，這種“缺陷”可以認(rèn)為是對與其他單元不同的結(jié)構(gòu)的一種表述方法。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q3：彈力波能量采集器是否能用于收集低頻振動(dòng)能量?A3：低頻振動(dòng)廣泛存在于工業(yè)和人們的生活之中，例如橋梁，建筑等設(shè)施的振動(dòng)之中，而基于超材料的振動(dòng)能量采集器也可以采集低頻振動(dòng)能量。但是需要注意的是，將MEH應(yīng)用到低頻振動(dòng)環(huán)境中時(shí)，不得不考慮工作環(huán)境對器件的尺寸要求，因?yàn)榈皖l振動(dòng)對應(yīng)較長的機(jī)械波波長，對應(yīng)的，不得不擴(kuò)大器件的尺寸實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的增強(qiáng)與采集，所以需要綜合考慮器件的尺寸，才能決定是否將該技術(shù)用于低頻振動(dòng)能量的收集。（）

參考答案:

對以下說法正確嗎。Q4：聲學(xué)振動(dòng)能量采集器是否能夠用于手機(jī)一類的移動(dòng)設(shè)備?A4：實(shí)際上聲能的能量密度較低，可以有效采集的能量也很少，這也是為什么需要在環(huán)境布置多個(gè)聲能采集實(shí)現(xiàn)能量的拾取，所以如果想要將聲能采集器應(yīng)用到收集一類的移動(dòng)設(shè)備，意味著需要布置較多的器件盡可能采集多的聲能，同時(shí)這也會(huì)增加設(shè)備的體積與重量，阻礙其設(shè)備的便攜性。所以短時(shí)間內(nèi)很難將聲學(xué)振動(dòng)能量采集器應(yīng)用到手機(jī)一類的移動(dòng)設(shè)備上。（）

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對第十章測試以下說法正確嗎。Q1：比色傳感器的比色指示劑是否可以重復(fù)使用以及在連續(xù)監(jiān)測過程中性能如何？A1：其中有一些比色指示劑是可逆的，但大多數(shù)的指示劑的顏色變化不可逆，所以很多檢測器件都是一次性的，如果采用上述毛細(xì)管爆裂結(jié)構(gòu)可以將多個(gè)檢測腔室連接起來，每個(gè)腔室都可以填充一種指示劑，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的汗液檢測。此外，也可以從化學(xué)的角度入手，實(shí)現(xiàn)一些可逆的化學(xué)傳感物質(zhì)，那將是非常強(qiáng)大的解決方案。當(dāng)然采用電化學(xué)的檢測方式可以實(shí)現(xiàn)汗液的連續(xù)檢測，但集成了電子設(shè)備后，器件的成本將會(huì)大幅提高，因此，我們也在嘗試一些模塊化的方法，在這個(gè)檢測系統(tǒng)中，除了電化學(xué)電極外，你不一定會(huì)直接接觸到電子設(shè)備，然后通過磁耦合的方式實(shí)現(xiàn)電子到機(jī)械的接口，從而實(shí)現(xiàn)電子器件部分的重復(fù)使用，然后將微流控平臺做成一次性的。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：基于自供電技術(shù)的傳感系統(tǒng)發(fā)展前景如何？A2：這是一個(gè)非常有意思的研究方向，很多研究者正在進(jìn)行各種研究，但器件對周圍環(huán)境的能量采集通常是間歇性的，因此需要本地的設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)，例如超級電容器或電池。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：目前的柔性電子皮膚傳感器均采用聚合物加工，如何消除由于聚合物的粘彈性產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)延遲呢？A3：更廣義的一個(gè)問題是什么材料更適合做這種電子皮膚傳感器件，目前也有很多的研究小組在做相關(guān)方面的工作，包括有機(jī)電子材料、復(fù)合材料以及量子點(diǎn)制成的薄膜等，都是非常有吸引力的選擇。但是對于Rogers教授課題組來說，他們更傾向于使用傳統(tǒng)的材料以及與現(xiàn)有的電子器件更容易結(jié)合的材料。其在近年來的研究發(fā)現(xiàn)，醫(yī)院里的醫(yī)生和護(hù)士對健康監(jiān)測器件的關(guān)注度僅在于準(zhǔn)確度，如果器件的準(zhǔn)確度達(dá)不到現(xiàn)有檢測設(shè)備的水平，她們不會(huì)采納你的方案。因此，雖然一些納米材料，例如碳納米管等，可以達(dá)到非常強(qiáng)大的傳感功能，但仍然存在著一些閾值電壓漂移等問題，導(dǎo)致傳感精度的下降，以及濕度、溫度等條件對器件的影響等，所以Rogers教授不傾向于采用這些材料。Rogers教授認(rèn)為選擇何種材料取決于你想要達(dá)到的目的，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性還是靈敏度等，需要做多種嘗試，并需要平衡考慮，對于其課題組來說通過聚合物材料作為硅的替代品已經(jīng)變得逐漸可行。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：人體汗液中葡萄糖濃度的測量精度如何，可以根據(jù)身體在一個(gè)固定模式運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)來測量其他化學(xué)物質(zhì)嗎？A4：汗液中葡萄糖的濃度比血液中低幾百倍，因此需要對比色劑進(jìn)行巧妙的校準(zhǔn)，以使器件可以對這種非常低的濃度進(jìn)行檢測，這是可以做到的。其實(shí)更重要的問題是，汗液中的葡萄糖濃度與血液中的有什么關(guān)聯(lián)，沒有人知道。所以需要重點(diǎn)關(guān)心的問題也許不是汗液檢測的準(zhǔn)確度如何，而是汗液中各種物質(zhì)的濃度意味著什么，他們是如何反映我們身體健康狀況的。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：柔性可穿戴電子器件未來的發(fā)展前景以及發(fā)展中需要解決的問題有哪些？A5：可穿戴健康監(jiān)測系統(tǒng)將會(huì)在我們今后的生活中發(fā)揮非常大的作用，如果每個(gè)人都可以在家中做到醫(yī)院等級的健康監(jiān)控的話，一切都將成為可能。如果每個(gè)人都穿戴健康檢測設(shè)備，這個(gè)設(shè)備一定要變得不可察覺，但同時(shí)又要具備檢測精度高、可靠、無線，以及本地存儲(chǔ)等功能，這就是我們需要做的。此外，器件監(jiān)測過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，因此也需要大數(shù)據(jù)分析或者機(jī)器學(xué)習(xí)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。在研究方向上，目前的研究中僅實(shí)現(xiàn)了ECG、PPG等傳感功能，但需要做的不止這些，還需要有存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)分析等功能?？偟膩碚f，在可預(yù)見的未來，這將是一個(gè)豐富、充滿活力、活躍的研究領(lǐng)域。（）

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對第十一章測試以下說法正確嗎。Q1:橡膠電子的長時(shí)間穩(wěn)定性如何？A1:首先這個(gè)是一個(gè)很好的問題。如何實(shí)現(xiàn)有機(jī)半導(dǎo)體的長時(shí)間穩(wěn)定性的確是有挑戰(zhàn)的，我們的課題組也在攻堅(jiān)這個(gè)難題。根據(jù)我們組目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所制得的器件在室內(nèi)正常環(huán)境下展現(xiàn)了很好的長時(shí)間穩(wěn)定性，大概可以工作2年。這是因?yàn)橄鹉z基體為整個(gè)器件提供了一個(gè)保護(hù)，防止了水和氧氣對器件的侵蝕。但是在高溫條件下（大于100°C），器件本身會(huì)很快失效。（）

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對以下說法正確嗎。Q2:請問可否比較下橡膠電子和無機(jī)電子的區(qū)別？A2:目前，硅基半導(dǎo)體和碳納米管的遷移率可以分別達(dá)到1500，1000cm2/(V·s)，但是，橡膠半導(dǎo)體的遷移率才達(dá)到10cm2/(V·s)。因此，從目前看來，橡膠電子和已經(jīng)工業(yè)化的無機(jī)半導(dǎo)體仍具有一定差距，這也是我們正在努力改進(jìn)并提升的方向。但是從柔性電子角度來講，橡膠電子賦予了器件優(yōu)異的力學(xué)性能。盡管沒辦法一下子使用在高頻率需求的電腦芯片上（GHz），但是在對頻率無需很高的的器件上（例如，生物電子器件，界面電子器件等），橡膠電子具有很好的優(yōu)勢。（）

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對以下說法正確嗎。Q3:基于橡膠電子，有什么制備方法?A3:目前，基于我們組所制備的材料，可以通過打印和旋涂等方法來制備橡膠電子。同時(shí)，橡膠電子的制備方法也可以和傳統(tǒng)微制造相結(jié)合。值得強(qiáng)調(diào)的是，橡膠電子可以通過3D打印和絲網(wǎng)印刷來制備，這樣的方式不僅降低了成本，還可以大面積生產(chǎn)。我們組最近發(fā)表了一篇文章，是通過氣/水界面來制備自組裝可拉伸橡膠電子薄膜，這種方法不僅可以提高材料的遷移率，也可與卷對卷工藝結(jié)合，使橡膠電子的制備過程就像打印報(bào)紙一樣簡單?？傮w來說，橡膠電子的制備方法比較靈活，不僅可以使用傳統(tǒng)制備工藝，還可以使用新興的制備方法。（）

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對以下說法正確嗎。Q4:橡膠電子由不同功能層所組成，那么每層材料之間的適應(yīng)性何如？A4:我們使用的材料都是具有相似的性能，所以每層材料之間的適應(yīng)性比較好，沒有明顯的過度。有趣的是，我們在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到，一些材料具備和生物組織相似的力學(xué)性能，這樣的材料十分有利于未來可植入式電子設(shè)備的發(fā)展。（）

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對以下說法正確嗎。Q5:在講座的最后，您列出來橡膠電子發(fā)展路線圖，那么請問您覺得橡膠電子未來的市場會(huì)在哪里？A5:在未來，我認(rèn)為橡膠電子的應(yīng)用會(huì)很廣泛，未來市場對橡膠電子需求可以來自于方方面面，比如：交互式顯示器，交互式觸摸面板，智能穿戴，生物電子等。（）

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對第十二章測試以下說法正確嗎。Q1：對于PDMS-金納米顆粒來說，其工作溫度是怎樣的？它可以有多薄？A1：金融化成氣體可能需要上千度的溫度，在高真空的蒸鍍腔體中，PDMS固定基底處的溫度一般為100℃，這個(gè)溫度足以讓半固化的PDMS完全固化，在此過程Au納米顆粒先不斷滲透到彈性體中，最終在固化的PDMS表面形成連續(xù)的金屬導(dǎo)電層。這種方法因?yàn)樾枰幸欢ê穸鹊那度脒^渡層，因此整個(gè)膜的厚度通常需要上百微米，比常規(guī)沉積的要厚一些。通過優(yōu)化條件，目前這種方法我們可以制備50微米厚度的薄膜。當(dāng)然，我們擁有可以制備很薄PDMS的技術(shù)，例如微米級別、可與肌膚紋理切合的PDMS薄膜。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：4.0時(shí)代的傳感器對于人工智能和智能系統(tǒng)來說很重要，但是如果不與相應(yīng)的執(zhí)行器去結(jié)合，其作用就會(huì)打折扣，您對此怎么看呢？A2：我很同意這個(gè)觀點(diǎn)。目前我們比較關(guān)注的軟體機(jī)器人是一個(gè)很好的代表，一個(gè)好的軟體機(jī)器人應(yīng)該不僅僅是傳感系統(tǒng)，它也必須能夠根據(jù)外部刺激“動(dòng)起來”，但是要實(shí)現(xiàn)這種傳感和執(zhí)行相結(jié)合的完整系統(tǒng)還需要很多人的共同努力，特別是不同學(xué)科之間的研究工作者相互交流，共同解決系統(tǒng)集成的技術(shù)瓶頸。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：您認(rèn)為電子皮膚與醫(yī)療技術(shù)相結(jié)合會(huì)給臨床患者帶來什么好處呢？A3：電子皮膚與醫(yī)療技術(shù)的結(jié)合是一定會(huì)帶來好處的。我們的研究組就與來自不同領(lǐng)域的醫(yī)療工作者展開了合作，不僅僅是皮膚病治療領(lǐng)域，也包括心臟疾病、腎臟疾病的診斷、治療領(lǐng)域，比如通過監(jiān)測汗液中生物標(biāo)記物的濃度來實(shí)現(xiàn)非侵入式、實(shí)時(shí)的疾病診斷。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：電子皮膚會(huì)在各種不同工作情況下收集身體各個(gè)部位的大量數(shù)據(jù)，如果我們想要使用這些數(shù)據(jù)，需要對其進(jìn)行校準(zhǔn)處理嗎？A4：沒錯(cuò)，不同器件之間會(huì)有一些差異，所以在使用這些數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行校準(zhǔn)，這也是電子皮膚器件面臨的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。我曾在第一部分中提到，我們需要一套電子皮膚器件的標(biāo)準(zhǔn)，這也是電子皮膚走向日常應(yīng)用的挑戰(zhàn)，這需要材料科學(xué)工作者做出貢獻(xiàn)，同時(shí)我們需要監(jiān)測多種生理信號，利用實(shí)時(shí)的信號對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，比如以實(shí)時(shí)溫度作為校準(zhǔn)參考點(diǎn)，只有真正解決了傳感器穩(wěn)定性與可靠性的問題，電子皮膚器件才能更好的走向市場。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：您在講座中提到了電影《Alita》，它很好地反映了未來的科技。在未來，人工智能不僅僅作為機(jī)器人的一部分，而會(huì)與電子科技甚至生物體相結(jié)合，這就給電子設(shè)備和生物體之間的接口帶來了挑戰(zhàn)，您如何看待這個(gè)問題？A5：這是一個(gè)非常大的問題。對于像Alita這樣的科技載體，它是多個(gè)領(lǐng)域科技的結(jié)合體，例如材料科學(xué)、電子科學(xué)、機(jī)械科學(xué)、生物科學(xué)、計(jì)算科學(xué)甚至設(shè)計(jì)學(xué)等等，這也給我們的教育拋出了一個(gè)問題，我們?nèi)绾巫屛覀兊膶W(xué)生專注于解決一個(gè)問題的同時(shí)擁有廣闊的視野和思路，學(xué)會(huì)與不同領(lǐng)域的人合作，這不僅僅是學(xué)科的交叉，而是真正意義上的跨學(xué)科研究，掌握了這些能力，才能夠解決這樣的綜合問題，做出高于前人的科技成果。（）

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對第十三章測試以下說法正確嗎。Q1：即時(shí)檢驗(yàn)（point-of-caredevice）是否將成為微流控技術(shù)的重要發(fā)展方向？A1：現(xiàn)在是合適的時(shí)間去制造更多的商用微流體器件，人們將可以從中受益，如果你想投身其中，我覺得沒有比現(xiàn)在更好的時(shí)間了。JohnRogers不是也開始做微流控了嗎，說明這其中大有可為。尤其是現(xiàn)在，新冠病毒正在全球肆虐，即時(shí)醫(yī)療設(shè)備的重要性更加凸顯，我們需要操作簡單，成本低廉，易于攜帶的即時(shí)檢驗(yàn)設(shè)備。過去二十年我們沒有取得較多的進(jìn)展，很大程度上因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界和科研的聯(lián)系并不多，我們在進(jìn)行科研活動(dòng)時(shí)沒有更多地去想如何造福于人類的生活，這是今后我們需要特別注意的地方。商業(yè)化需要大量的人工和資本投入，不過我沒有看到這其中有物理學(xué)原理的阻礙，這說明我們肯定可以做到的，只要加大投入。我可以舉一個(gè)例子，比如惠普公司的InkjetPrinter，作為一種復(fù)雜的微流控器件，最終成功的商業(yè)化了，說明我們可以做到的，只要更多優(yōu)秀的人來一起努力。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：利用聲波很難對顆粒進(jìn)行高分辨率操作，可以控制多小的納米顆粒？通過聲流（acousticstreaming）還是聲輻射力（acousticradiationforce）？A2：基本上我們所有的操作，都要使用聲輻射力或者聲流，或者他們兩者的結(jié)合，操控納米顆粒是一個(gè)挑戰(zhàn)，但我們實(shí)現(xiàn)了對納米顆粒的有效控制，最小可以操控20納米的顆粒，但我相信我們可以做到更小，甚至到1納米的顆粒。我認(rèn)為在我們領(lǐng)域工作的研究人員需要更加關(guān)注關(guān)聯(lián)領(lǐng)域的進(jìn)展，比如聲學(xué)超材料或者聲學(xué)超表面方面的研究進(jìn)展，他們已經(jīng)提出了很多很棒的概念，我們需要善于應(yīng)用他們提出的優(yōu)秀概念。我認(rèn)為對納米顆粒的操作并不是這一領(lǐng)域的難題，更困難的問題是實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，我們現(xiàn)在的分辨率大概在1微米，這要比光鑷子差很多，原因很簡單，因?yàn)槲覀兪褂玫念l率要比光鑷子低很多，但這是可以被解決的，我們希望可以使用聲鑷子技術(shù)實(shí)現(xiàn)所有光鑷子可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，因?yàn)槁曡囎泳哂懈玫纳锛嫒菪?，這也是我們主要的努力目標(biāo)。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：駐波會(huì)產(chǎn)生多個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而犧牲了特定的選擇性，您對于利用聲波從細(xì)胞簇中拾起單個(gè)細(xì)胞有什么建議嗎？A3：我們也正在做這些，我推薦你去看一些BruceW.Drinkwater小組的研究工作，他們在單細(xì)胞或單個(gè)粒子的操控這一領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我們，你可以讀一些他們的文章。我知道有很多不同背景的同學(xué)在聽我的報(bào)告，如果你們對于這個(gè)問題有什么好的想法，歡迎提出來。為什么這個(gè)問題這么困難呢，因?yàn)槁暳骺貙⒙晫W(xué)、物理學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械工程和電子工程結(jié)合在了一起，我們需要有著不同背景的同學(xué)合作來解決一些問題。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：什么時(shí)候聲流控技術(shù)可以應(yīng)用在體內(nèi)？比如血管或者體內(nèi)組織？如何調(diào)整芯片使其適合于體內(nèi)的環(huán)境？比如脂肪和體液是不是會(huì)降低聲流控芯片的精度和承載能力？A4：我確實(shí)不知道什么時(shí)候聲流體技術(shù)可以應(yīng)用在體內(nèi)，我還沒有那么聰明。我能說的是，我們之所以現(xiàn)在都只進(jìn)行體外的實(shí)驗(yàn)是因?yàn)槲覀兊睦斫膺€很有限，然而，我認(rèn)為，進(jìn)行體內(nèi)操作會(huì)是聲流控的一個(gè)很重要的優(yōu)勢，因?yàn)槁暳骺刂饕峭ㄟ^“隔山打?！钡姆椒▉聿倏啬繕?biāo)，我們可以將聲波傳輸?shù)侥愕纳眢w內(nèi)，但問題是我們還不夠了解身體，只要我們能更加了解這一過程，我相信我們就可以做到，我們也需要更多感興趣的同學(xué)加入這一領(lǐng)域。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：關(guān)于非接觸聲流控技術(shù)，還有什么問題需要被研究解決呢？比如帶有極化靜電干擾的材料，未來有什么潛在的研究方向嗎？A5：在我們的研究中，我們主要關(guān)注聲學(xué)特性，但那里確實(shí)有很多其他的特性，比如介電特性。我想強(qiáng)調(diào)的是，這里還有很多物理問題、工程問題和生物問題沒有被解決，我們希望有更多的同學(xué)加入這一領(lǐng)域，一起研究這些問題，我有一些文章討論耦合聲波和介電泳（dielectrophoresis，DEP），如果感興趣可以去查看。（）

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對第十四章測試以下說法正確嗎。Q1：液滴分裂只限制在水-水界面中，還是也可以存在于其他液體中？A1：水-水相分離實(shí)際上是非常常見的現(xiàn)象，但水-油中的相分離則不會(huì)在正常的室溫條件下發(fā)生，它需要在很高溫或在非常特別的條件下才能產(chǎn)生相分離。所以水-水相分離的優(yōu)勢是可以在同樣的溫度下實(shí)現(xiàn)這一切，只要簡單地通過滲透作用改變濃度而不需要改變環(huán)境。我相信這也是為什么生物體系和生物液滴都依賴于水-水相分離體系而不是其他類型的相分離體系。同樣的，氣-液相分離行為也可以實(shí)現(xiàn)，但是需要在真空體系或更嚴(yán)峻的環(huán)境中進(jìn)行。因此，水-水相分離體系和水-水界面工程為液滴分裂這種復(fù)雜現(xiàn)象的研究提供了便捷的平臺和模式。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：對比傳統(tǒng)的層層組裝法，雙水相界面組裝是否具有很高的效率和成功率？A2：傳統(tǒng)的層層組裝法相對比較繁瑣，但還是可以繼續(xù)使用的。在水-水體系中，如果正確地挑選了合適的聚電解質(zhì)組合，就可以形成結(jié)實(shí)牢固的聚電解質(zhì)膜，問題是要挑選適合的體系，通過研究組裝過程來探索材料的性質(zhì)。這里介紹的水-水平臺是更加方便的，比如在傳統(tǒng)層層組裝方法中，如果最終需要形成膠囊，就要借助腐蝕性溶劑來除去內(nèi)部的固體顆粒，但在水-水體系中則不需要，在形成膠囊后，可以通過加水稀釋溶液來消除雙水相體系，透過率和裝載效率也會(huì)決定于形成膠囊的聚電解質(zhì)組合的選擇。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：生物打印與蘸筆納米刻蝕技術(shù)（dip-pen）的區(qū)別與其優(yōu)勢是什么？A3：生物打印本身還是基于傳統(tǒng)打印技術(shù)，例如通過噴嘴在工作臺上的轉(zhuǎn)移用來分配液滴，但是水相體系允許我們有一個(gè)內(nèi)置過程，例如液相分離。我們還可以利用更利于細(xì)胞生長和維持的溶液，還可以利用分配性質(zhì)來移動(dòng)和區(qū)分“墨水”中的細(xì)胞，這些方法讓我們更接近于生物體系中的分級組裝和分級結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的dip-pen書寫技術(shù)和納米打印技術(shù)都需要借助把噴嘴本身做得更小來構(gòu)建多級打印結(jié)構(gòu)，這里我們可以僅借助液相分離體系就可以提高打印結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。（）

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對第十五章測試以下說法正確嗎。Q1：液體門控系統(tǒng)有物理或空間上的限制嗎？液體設(shè)計(jì)的影響因素是什么？A1：很多人都會(huì)關(guān)心液體門控中液體的穩(wěn)定性，對于液體他們有各自的物理化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)你要構(gòu)建一個(gè)液體門控的時(shí)候，如果它的傳輸物質(zhì)是液體，那它們之間是需要不互溶的，是需要考慮一些物理化學(xué)性質(zhì)的。如果是用于化學(xué)檢測，那需要液體和目標(biāo)檢測物質(zhì)之間會(huì)發(fā)生引起表面張力變化的反應(yīng)。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：液體門控的響應(yīng)速度如何，是否需要對表面進(jìn)行特殊的涂層改性？A2：對于環(huán)境改變的響應(yīng)性是實(shí)時(shí)發(fā)生的，而響應(yīng)的速度是取決于孔徑和液體與膜兩者之間的親和力。根據(jù)實(shí)際情況可以對材料進(jìn)行不同的方法處理。例如，對于孔大小來說，多孔材料的機(jī)械性能要足以抵抗壓力的變化，有機(jī)聚合物中很小的孔中的液體可能不能很好地可逆恢復(fù)，我們可以使用金屬材料來獲得更小的孔徑，可以參考我們近期在ACSNano上的一篇工作。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：關(guān)于納米通道的一個(gè)問題，對于制造和使用這些納米通道，你能讓它大尺寸的制備嗎，對于大尺寸的通道的重復(fù)性如何呢？A3：對于大尺寸的制備，我們是通過CVD方法制備的，如果你有大的CVD設(shè)備你可以制備大的薄膜，如果你需要超薄的薄膜，同時(shí)要需要特殊的切片裝置。同時(shí)我們也可以將許多膜進(jìn)行集成來獲得較大的尺寸。對于重復(fù)性，我們現(xiàn)在使用的是多壁碳納米管陣列，其離子傳輸重復(fù)性良好，如果使用單壁碳納米管可能具有一些挑戰(zhàn)。（）

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對第十六章測試以下說法正確嗎。Q1：對于這種柔性器件的加工，是否可以采用SOI（Silicon-on-insulator）襯底，這樣可能會(huì)進(jìn)一步簡化加工流程，并使其更容易與工業(yè)制備工藝相集成？A1：我們最早關(guān)于納米帶的相關(guān)工作，就是基于SOI（絕緣硅）襯底，這也是我在J.A.Rogers那里做博士后時(shí)期的工作。對于這類器件的首要挑戰(zhàn)在于，如何使得SOI器件能夠與其他器件相兼容，進(jìn)一步，能夠制備是否可以做POI器件，也就是pervoskiteoninsulator。因此，我們提出了一種制備方式，也就是在塊材鈣鈦礦上生長單晶鈣鈦礦薄膜，這與SOI的研究思路差不多。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：對于通過VIA連接的多層結(jié)構(gòu)，是否需要對表面進(jìn)行特殊的處理，來避免不同層之間的交叉與串?dāng)_問題？現(xiàn)在最薄可以到什么程度？A2：我們現(xiàn)在采用硅橡膠作為封裝層，它具有很高的擊穿電壓，并能夠滿足需求。下一步，我們進(jìn)一步降低硅橡膠的厚度，使其具有更好的延展性與拉伸性，我們也正在對此展開研究。對于提到的四層的可拉伸系統(tǒng)，整體厚度為1mm，這主要是由于商用元件的厚度限制，如果不考慮商業(yè)成本，那么其厚度可以進(jìn)一步降低，達(dá)到幾百微米、甚至小于百微米的級別。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：多層系統(tǒng)的功耗如何？是否可以使用生物燃料電池或者電池作為能量源？A3：如今，能量源是這個(gè)領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)，對我們而言，我們的創(chuàng)新點(diǎn)是多層器件的制備，所以現(xiàn)階段仍然采用電池作為能量供給。我們同樣可以使用生物燃料電池，但會(huì)存在不同系統(tǒng)之間能量匹配的問題。對于生物燃料電池，我們制備了1mW/cm2的器件，同樣，Caltech的高偉教授近期提出了一種更高功率的生物燃料電池，他們都具有廣闊的應(yīng)用前景，當(dāng)然，也可以采用太陽能電池或者其他能量源作為能量供給。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：通過超聲監(jiān)測皮膚界面下的血壓，它是否可以與其他商用器件相兼容？現(xiàn)階段有很多類似的智能手表等產(chǎn)品，但是并不能持續(xù)可靠工作，您對此有何評論？A4：的確，現(xiàn)在有很多商用化的智能可穿戴產(chǎn)品，最大的挑戰(zhàn)在于，現(xiàn)階段的很多產(chǎn)品，例如歐姆龍血壓計(jì)，只能提供低壓與高壓兩個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)，并且需要佩戴在胳膊上使用。當(dāng)你在測試的時(shí)候，需要靜止不動(dòng)。然而，我們的產(chǎn)品就不存在這些限制。并且我們的產(chǎn)品與這些商用器件相兼容，可以利用我們這種貼片替代商用器件的監(jiān)測電極。雖然可能需要保留電線，但是這些電線并不是一個(gè)核心問題，我們可以通過無線天線去傳輸數(shù)據(jù)，最后集成到健康智能平臺進(jìn)行后續(xù)處理。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：在您的工作中，您將超聲貼片佩戴在身體的不同區(qū)域，而不同的區(qū)域得到的血壓強(qiáng)度有所差異，這種測試方式會(huì)改變血壓的參考標(biāo)準(zhǔn)嗎？A5：是的，這些是當(dāng)我與合作者研究時(shí)了解到的。人體是一個(gè)非常非常復(fù)雜的系統(tǒng)，就像一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)，以此進(jìn)行類比，血壓就像是電路中的電壓，血流就像是電流，不同的血管具有不同的電阻，而心臟則是能量供給端。當(dāng)你測試不同區(qū)域的電壓時(shí)，電阻越大，電壓就會(huì)越高。另一方面，血壓取決于身體的姿態(tài)，當(dāng)你在走路、靜坐或者平躺時(shí)，血壓都會(huì)有所區(qū)別。對于這些問題，我們都需要不同的測試方法、測試區(qū)域與測試手段。現(xiàn)階段還沒有商用的相關(guān)產(chǎn)品，希望借助于我們現(xiàn)在的研究產(chǎn)品，能夠?qū)@個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生影響。（）

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對以下說法正確嗎。Q6：現(xiàn)階段，金、銀、鉑和其他貴金屬被廣泛應(yīng)用于可穿戴的皮膚電子產(chǎn)品中，這可能會(huì)限制這類可穿戴電子的廣泛使用，并使價(jià)格居高不下。是否可能通過采用一些導(dǎo)電薄膜來替代上述的材料？A6：的確，在實(shí)驗(yàn)室階段，我們不太需要考慮這些，但是當(dāng)進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用時(shí)，價(jià)格成本就是一個(gè)很關(guān)鍵的因素。對于貴金屬來說，它們具有規(guī)?；a(chǎn)、可重復(fù)性與穩(wěn)定性的潛力，貴金屬在濺射、蒸鍍等微納加工手段中具有較好的穩(wěn)定，并能保證加工過程中的均一性與可靠性。而對于薄膜材料來說，穩(wěn)定性問題仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們正致力于研發(fā)相同級別的可控的、低成本工藝。（）

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對以下說法正確嗎。Q7：對于柔性電子器件，如何權(quán)衡柔性與機(jī)械性能之間的關(guān)系？如何在增加機(jī)械穩(wěn)定性的同時(shí)保證器件的柔性，尤其是在與處理電路配合的條件下?A7：這個(gè)問題實(shí)際上是如何在軟、硬界面之間實(shí)現(xiàn)最小化的應(yīng)力分布，即處理電路芯片與軟的硅膠聚合物封裝層之間存在機(jī)械性能不匹配的問題，如果不降低應(yīng)力分布，會(huì)導(dǎo)致器件分層和失效。近年來，一些研究人員對此展開了研究，例如采用梯度結(jié)構(gòu)來緩解器件從剛性到柔性的急劇轉(zhuǎn)變。在我們的工作中，則是將這類電路芯片嵌入流體或者超軟聚合物之中，使得芯片半懸空與襯底之上，來降低應(yīng)力分布不均造成的影響。（）

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對第十七章測試以下說法正確嗎。Q1：柔性機(jī)器人研究中會(huì)不可避免地涉及到變剛度問題，而目前變剛度材料和結(jié)構(gòu)的研究各有利弊，能否預(yù)測變剛度研究的未來發(fā)展趨勢？現(xiàn)有的變剛度理論中，最有潛力的變剛度理論是哪種？A1：機(jī)器人設(shè)計(jì)中，會(huì)涉及到機(jī)器人某些部位剛度的不斷改變。實(shí)際上，現(xiàn)有的變剛度技術(shù)有很多，例如可以采用增加材料黏合劑等實(shí)現(xiàn)剛度變化，也可以選用特殊材料如液態(tài)金屬，通過改變溫度條件進(jìn)一步改變其剛度，而我正在探索的領(lǐng)域中涉及一種特殊的鐵磁軟材料，通過施加外部磁場，可以使材料硬度發(fā)生數(shù)量級改變，它的優(yōu)勢在于可無線操控系統(tǒng)的剛度變化，不受溫度等條件限制?？傊?，未來變剛度技術(shù)的發(fā)展存在多種可能性。我的建議是：1.明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和需求；2.選擇最適合的技術(shù)集成到系統(tǒng)中，開發(fā)新技術(shù)也許是極具挑戰(zhàn)的，也可以從現(xiàn)有的技術(shù)中選擇集成；3.考慮自己是進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)還是直接利用現(xiàn)有的技術(shù)。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：生物膠水在醫(yī)療應(yīng)用環(huán)境下如何平衡其降解和黏附能力？A2：如何平衡水凝膠黏附性和降解能力取決于具體的應(yīng)用場景。如果要確保某些器官能維持幾年運(yùn)作，設(shè)計(jì)時(shí)就需要降低水凝膠降解能力，保證它在有效期間內(nèi)不被降解；但如果生物水凝膠僅需工作一個(gè)星期，一個(gè)星期后人體組織需要生長，生物水凝膠需要消失，那么就需提高水凝膠的降解能力，使之短時(shí)間內(nèi)可降解。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需求，結(jié)合相關(guān)機(jī)理，設(shè)計(jì)需要的目標(biāo)系統(tǒng)。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：如果水凝膠作為人機(jī)接口用于監(jiān)測皮膚的表面電荷信號，應(yīng)如何解決可能導(dǎo)致的皮膚過敏和輻射問題？A3：這取決于真正的應(yīng)用需求。如果考慮到器件的輻射，透氣性等因素，可以在生物膠水的基礎(chǔ)上加入多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足透氣性要求。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：在3D打印技術(shù)中，如何平衡軟材料的選擇和加工成型時(shí)間與成本方面的相關(guān)問題。A4：研究過程中，首先要明確目標(biāo)設(shè)計(jì)存在的挑戰(zhàn)和真正需求，緊接著明確研究機(jī)制是什么，現(xiàn)有的挑戰(zhàn)尚缺乏哪些基本機(jī)制？再是材料的選擇，一般需要選擇便于使用、成本低、可大批量生產(chǎn)的材料；特別地，如果試圖開發(fā)醫(yī)療相關(guān)材料，只能選擇FDA、CFDA認(rèn)可的材料。而制造方面，以3D打印為例，打印材料的合理設(shè)計(jì)至關(guān)重要，需要設(shè)計(jì)該材料的流變特性，保證材料流變性能最佳，能夠滿足3D打印需要，以保證材料的擠壓成型。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：使用生物膠水時(shí)，如果黏附位置存在偏差或黏錯(cuò)位置，能否把它拆下來或重新調(diào)整？A5：答案是肯定的。由于生物膠水的黏附是基于機(jī)械黏合而非共價(jià)交聯(lián)，它的黏附性是可逆的。通過良性觸發(fā)可輕松將錯(cuò)黏的生物膠水剝離受創(chuàng)基體，并且可以重新放置生物膠水于目標(biāo)位置，不會(huì)影響其黏附性和受創(chuàng)基體愈合。（）

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對以下說法正確嗎。Q6：影響抗脫水水凝膠的最重要的影響因素是什么？其水分可維持多長時(shí)間？A6：影響抗脫水水凝膠最重要因素是滲透性，第二個(gè)因素是黏合力。而水分維持時(shí)間則取決于應(yīng)用需求，可根據(jù)基本機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)。（）

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對以下說法正確嗎。Q7：柔性機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自由控制所需的磁場強(qiáng)度是多少？需要哪些相關(guān)設(shè)備？A7：為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航，我們課題組采用的磁場強(qiáng)度范圍是50mT~80mT。至于設(shè)備需求，現(xiàn)有的商業(yè)設(shè)備是可行的，例如已有公司出售磁場控制儀。我始終相信科技是相互融合的，目前尚未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在壁壘，當(dāng)然你也可以設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。（）

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對以下說法正確嗎。Q8：快速黏合貼片非常有趣且利于外科手術(shù)操作，它是否會(huì)影響傷口的正常愈合？基于此類生物膠水，能否實(shí)現(xiàn)其多功能集成，如傳輸生理信號至PC端？A8：首先第一個(gè)問題的答案是肯定的，這種生物黏合貼片可以加速傷口的愈合。相比使用手術(shù)縫線造成傷口的再次損傷，快速黏合貼片無需任何藥物輔助，僅靠機(jī)械黏附機(jī)理便可實(shí)現(xiàn)傷口的自動(dòng)快速愈合。第二個(gè)問題，生物水凝膠能否耦合其他功能，實(shí)現(xiàn)生物水凝膠的多功能化集成，答案也是肯定的。例如，將藥物傳輸功能集成到生物膠水中，然而，這個(gè)觀點(diǎn)面臨的挑戰(zhàn)是——如何將藥物精準(zhǔn)的傳輸?shù)侥繕?biāo)區(qū)域。例如，將傷口縫合技術(shù)集成到生物膠水中，可避免傳統(tǒng)縫線技術(shù)對傷口造成的更多損傷，甚至微創(chuàng)手術(shù)時(shí)可貼附生物膠水至傷口處實(shí)現(xiàn)傷口的無創(chuàng)縫合。最后一個(gè)問題是有關(guān)未來發(fā)展的，現(xiàn)有的植入式人機(jī)接口存在諸多缺陷，未來人機(jī)接口的發(fā)展甚至可以消滅現(xiàn)有冗雜的接口，利用貼片式生物膠水實(shí)現(xiàn)人機(jī)通訊，同時(shí)賦予該生物膠水接口電氣功能、光電功能和化學(xué)功能等。需要注意的是，未來的柔性機(jī)器人只是一個(gè)單純的輔助設(shè)備，協(xié)助醫(yī)生救死扶傷、改善人體健康狀況等。（）

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對第十八章測試以下說法正確嗎。Q1:液態(tài)金屬傳感器近年來獲得了長足的發(fā)展，足底溫度在糖尿病足的發(fā)展中也是一個(gè)重要的生物標(biāo)記物，能否用液態(tài)金屬傳感器來測量溫度變化？即便僅僅考慮測量壓力的變化，溫度是否也會(huì)對測量結(jié)果造成影響？A1:溫度確實(shí)是糖尿病足中非常重要的一個(gè)指標(biāo)。但是我們其實(shí)并沒有仔細(xì)考慮過這個(gè)問題，因?yàn)槲覀兊膫鞲衅髟谠O(shè)計(jì)之初就是給已經(jīng)出現(xiàn)足底壞死，或正在康復(fù)中的患者使用。所以我們可以個(gè)性化地將傳感器設(shè)置在患者的患處。溫度在預(yù)防足底壞死的發(fā)生上會(huì)是非常好的一個(gè)參考指標(biāo)，它可以用來預(yù)測即將壞死的部分，這一點(diǎn)對我們來說也非常有意思，但是目前我們僅在已經(jīng)出現(xiàn)壞死的患者中進(jìn)行測試，所以單單測量壓力對我們來說已經(jīng)足夠了。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：在腫瘤的個(gè)性化醫(yī)療中，你是否有成功的案例可以分享給大家？它的花費(fèi)大概是多少？以及什么樣的醫(yī)院可以進(jìn)行這樣的測試？A2：實(shí)際上在十五年前我們最開始進(jìn)行循環(huán)癌細(xì)胞相關(guān)的研究的時(shí)候，我們只是考慮進(jìn)行循環(huán)癌細(xì)胞在單位體積血液中的計(jì)數(shù)，希望以此來進(jìn)行腫瘤分期。后來整個(gè)領(lǐng)域開始了對循環(huán)癌細(xì)胞的測序工作，也就是從基因?qū)用鎭硌芯垦h(huán)癌細(xì)胞當(dāng)中的一些突變現(xiàn)象。我們也開始了相關(guān)的研究，尤其是那些可以被藥物靶向的突變。在之前的報(bào)告中有兩個(gè)類似的例子，肺癌中的ALK突變及乳腺癌中的HER2擴(kuò)增，這兩個(gè)突變都是可以被藥物靶向治療的。我們在臨床研究中也確實(shí)可以在循環(huán)癌細(xì)胞中檢測到ALK和HER2突變，一旦我們能夠知道這些突變信息，我們就可以知道哪些患者可以從相應(yīng)的藥物治療中獲益，對癥下藥。價(jià)格的話，測試本身大概在一百多美元左右，現(xiàn)有FDA批準(zhǔn)的系統(tǒng)測試費(fèi)用大概是800-1000美元，但是使用我們的系統(tǒng)的話費(fèi)用會(huì)低很多。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：對于一位教授來說鏈接實(shí)驗(yàn)室研究和商業(yè)化是非常有挑戰(zhàn)的，你是怎么做到自己職業(yè)生涯的平衡以及你是如何管理你的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的？A3：其實(shí)我的學(xué)生現(xiàn)在也在聽這個(gè)講座，我每周都會(huì)跟他們開一個(gè)大組會(huì)。我把研究組分成了不同的小組，一個(gè)是做力學(xué)生物學(xué)的，一個(gè)是做微流控的，以及一個(gè)做傳感器的小組。我給了學(xué)生們很大的自由去嘗試不同的東西，在文章發(fā)表方面也不會(huì)給他們很大壓力，以確保他們做的實(shí)驗(yàn)都是精心設(shè)計(jì)過的，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果都準(zhǔn)確可靠的。對于一項(xiàng)技術(shù)，如果我覺得它的發(fā)展很有前景并且可被商業(yè)化，我會(huì)考慮更進(jìn)一步把技術(shù)變成產(chǎn)品。然后我們會(huì)考慮是自己成立一個(gè)初創(chuàng)公司，還是將專利授權(quán)給別的公司。整個(gè)過程的話，我們最開始會(huì)從基礎(chǔ)研究開始，然后評價(jià)成果是否能夠解決一個(gè)重要的問題，并能夠被商業(yè)化。（）

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對以下說法正確嗎。Q4:關(guān)于在醫(yī)院里使用的分離和培養(yǎng)癌細(xì)胞的設(shè)備，你們是否有中國大陸的代理商？以及設(shè)備的花費(fèi)大概是多少？A4:關(guān)于體外培養(yǎng)循環(huán)癌細(xì)胞的裝置目前還沒有，我們?nèi)匀辉谛录悠逻M(jìn)一步優(yōu)化它。目前對于它在乳腺癌中的應(yīng)用我們非常有信心，我們已經(jīng)在400多份臨床樣品中進(jìn)行了驗(yàn)證，現(xiàn)在我們正嘗試在各種不同的癌癥中論證它的作用，胰腺癌是其中一個(gè)，肺癌是另外一個(gè)。因?yàn)閷τ诓煌N類的癌癥我們的操作流程也會(huì)不一樣，這樣的優(yōu)化會(huì)花費(fèi)很長的時(shí)間。我們目前確實(shí)沒有著手考慮把它投向大陸市場的問題，我們今后會(huì)很樂意這么做，不過目前我們還是在探索這個(gè)裝置在除了乳腺癌外不同類型的腫瘤中的應(yīng)用。（）

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對以下說法正確嗎。Q5：您研究了很多整合微流控系統(tǒng)的應(yīng)用，能否評價(jià)一下將微流控和可穿戴傳感器整合在一起的優(yōu)勢？A5：我們選擇和微流控結(jié)合，最初是因?yàn)槲覀兩瞄L微流控。后來我們花了很多精力發(fā)展基于微流控的傳感器，這當(dāng)中有利也有弊。首先，當(dāng)我們采用微流控的時(shí)候，基本上很難做到非常薄的傳感器，比方說JohnRogers還有其它幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展出了非常薄的可以直接貼合皮膚的傳感器。不過這一點(diǎn)其實(shí)我們并不擔(dān)心，因?yàn)楫?dāng)我們在和用戶談?wù)摰臅r(shí)候，發(fā)現(xiàn)他們更希望這些產(chǎn)品有一定的厚度以便更好的抓取以及從表面掀起。它的優(yōu)點(diǎn)的話，主要來自于液態(tài)金屬，它本身靈敏度很高，且可以輕易被延展以及彎曲，它能夠被用于同時(shí)獲取多個(gè)維度的形變信息（拉伸，彎曲，扭轉(zhuǎn)等）。而對于太薄的材料，如果彎曲的話，可能信號將較難獲取，所以這些傳感器其實(shí)各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。（）

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對第十九章測試以下說法正確嗎。Q1：關(guān)于智能胰島素貼片，如何針對不同人群，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化設(shè)計(jì)？A1：我們公司正在對智能胰島素貼片進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，為之后的臨床測試做準(zhǔn)備。目前的設(shè)計(jì)方案是實(shí)現(xiàn)每天一片，或每天兩到三片就能有效地控制血糖濃度在正常范圍。在貼片使用的初始階段，針對不同的人群，我們會(huì)結(jié)合實(shí)時(shí)的血糖測量來找出最優(yōu)的藥物劑量。目前我們已經(jīng)研制出了便捷高效的智能胰島素貼片制造技術(shù)，該技術(shù)可以很容易地有針對性地制備出不同胰島素劑量的貼片，為個(gè)體化貼片提供了可能性。（）

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對以下說法正確嗎。Q2：如何在學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化中尋求平衡？其中最大的挑戰(zhàn)或者阻礙是什么？A2：學(xué)術(shù)研究是創(chuàng)新的基石，是產(chǎn)生新想法新技術(shù)的地方。為了讓這些新技術(shù)新平臺能夠?qū)崿F(xiàn)他們的價(jià)值，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化是個(gè)非常重要的過程。當(dāng)然作為一名大學(xué)老師，我的首要任務(wù)還是教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生，進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，我很榮幸能夠有一個(gè)創(chuàng)新的科研團(tuán)隊(duì)來不斷產(chǎn)生新想法。與此同時(shí)，我也非常幸運(yùn)能夠擁有一個(gè)優(yōu)秀的公司團(tuán)隊(duì)來致力于產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。之所以我更傾向于成立自己的公司來進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，臨床測試等等，是因?yàn)槲覍τ谧约貉邪l(fā)的新的體系更了解，對于其中的技術(shù)難點(diǎn)以及創(chuàng)新點(diǎn)的認(rèn)知更為深入，更利于產(chǎn)品的進(jìn)一步優(yōu)化改良。關(guān)于挑戰(zhàn)或者阻礙，我還在不斷地進(jìn)行知識擴(kuò)充和自我提升，還有很多自己未知或者不了解的領(lǐng)域。比如一開始公司建立的時(shí)候，我需要了解很多新的知識體系，新的術(shù)語名詞，包括專利、臨床測試、時(shí)間規(guī)劃等。這時(shí)候，人才的力量很關(guān)鍵。從創(chuàng)新到轉(zhuǎn)化，關(guān)鍵在于能找到把這個(gè)空隙彌補(bǔ)的人才，在北卡大學(xué)任職期間，我創(chuàng)建了一個(gè)生物醫(yī)藥“創(chuàng)新轉(zhuǎn)化”（TranslationInnovation“TraIn”Program）學(xué)位項(xiàng)目，致力于培養(yǎng)此類人才，熟知一些科技基礎(chǔ)知識，同時(shí)又具備商業(yè)/管理的才能，以幫助促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的成果轉(zhuǎn)化。（）

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對以下說法正確嗎。Q3：關(guān)于智能胰島素貼片的臨床轉(zhuǎn)化，目前關(guān)鍵點(diǎn)是什么？A3：一個(gè)方面我們?nèi)匀辉诓粩嗟匮邪l(fā)新的體系，為之后的產(chǎn)品升級做準(zhǔn)備。另一方面，我們也在積極地與FDA進(jìn)行交流，準(zhǔn)備相關(guān)IND（InvestigationalNewDrugApplication）文件。獲得批準(zhǔn)之后，我們會(huì)馬上開展臨床一期測試，包括志愿者招募等。我們同時(shí)也在積極聯(lián)系有意向的投資方，資助我們的臨床測試。（）

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對以下說法正確嗎。Q4：我母親患有糖尿病，非常期待你的智能胰島素貼片。請問該產(chǎn)品已