学　术

　　由电子科学与工程学院主办的“电子论坛”第108期邀请到北京纳米能源与系统研究员青年研究员唐伟、北京交通大学教授李修函、深圳大学特聘副研究员孟博、西北大学博士后研究员韩梦迪、加州理工学院博士后宋宇，与我校师生共同探讨微纳机电系统与柔性电子学的发展。具体安排如下，欢迎感兴趣的师生参加。

　　主　题：微纳机电系统与柔性电子学研讨会　　

　　主讲人：唐伟、李修函、孟博、韩梦迪、宋宇

　　时　间：2020年9月26日（周六）9:00-12:00

　　地　点：清水河校区科C-216

　　内容简介：

　　1、穿戴式智能装备飞速发展，可以针对个人的运动健康进行实时监测。现有的穿戴式传感主要是基于硅基MEMS的惯性传感技术，采集速度、压力等物理信息，反映生理数据，种类有限。近年来新兴的纳米发电技术，可利用功能材料，实现机械能到电能的转化，一方面可应用于可穿戴电子装备，为其供电，更重要的是利用这种动电转化模型，可以发展一种新型的主动式穿戴传感机制。相比于传统的可穿戴电子技术，纳米发电机具有轻薄、柔软、多模式、低功耗，甚至自供电的特性，一方面能缓解现有可穿戴装备需要频繁充电的问题，另一方面可拓展穿戴式传感技术。

　　2、自供能柔性传感及系统是未来电子技术发展的重要方向，传感器的柔性化、智能化和自供能将催生众多的新技术、新产品和新应用方向。本报告将介绍当前自供电柔性传感技术的主要研究现状，探讨自供电柔性传感技术在智能传感系统中应用所面临的主要问题，并结合课题组在复合式柔性传感器模型、功能敏感材料和拉伸电极等方面的研究成果，重点讨论自供能传感在仿生飞行器、自供电轨旁传感节点和人机交互等领域应用的独特优势。

　　3、触觉传感器通过将机械刺激转换为电信号来测量来自物体相互作用的信息，已成为消费电子行业中不可或缺的零部件，同时也是机器触觉，乃至电子皮肤的关键组件。有别于典型的触觉传感技术，摩擦电机理为实现新型触觉传感器件提供了新的思路。在本报告中，将介绍基于单电极纳米发电机实现的主动式触觉传感器件，及利用复合传感实现的多参量触觉传感器件；同时，将展示这些传感器件与机械手臂、人工智能算法相结合实现的机器人触觉智能应用。

　　4、商用的压力传感器可以实现高精度、高线性度的压力检测，但是其较大的体积和刚性的结构与生物组织之间存在界面不匹配，不适于生物医学领域的压力检测；基于新材料如导电聚合物的压力传感器仅具有很高的灵敏度，但其材料在本征上具有迟滞，会影响压力检测的准确性。本报告将介绍一种高性能柔性压力传感器，解决上述问题。在结构设计方面，该器件以传统的金属应变片为基础，通过三维屈曲工艺将金属应变片转变为三维构型，从而实现对正向压力的有效检测。在应用方面，这种高性能柔性压力传感器可以与无线电路模块集成，实现对压力的实时连续监测，可用于截止患者假肢内部的压力监测，预防压力过高造成的皮肤损伤；还可以通过并行加工工艺构建阵列化的压力传感系统，并与其它检测功能相集成，实现多模态的阵列化检测，可用于心脏微创手术过程中的检测与治疗。基于相同的三维结构，将金属应变片替换为压电材料，还可以实现压电式压力检测，通过优化结构设计可进一步实现对多种外力的检测。

　　5、随着可延展生物电子技术的发展以及柔性聚合物薄膜、多功能纳米材料的深入研究，针对不同生理信号、采用不同机理与结构的传感元件被大量研发和广泛采用，使得定制化智能化的医疗健康模式成为可能。为了实现面向健康监测的集成化智能微系统，在已有的生物传感器研究基础上，进一步从聚合物材料优化、多维度电极制备、多模态信号传感以及集成化结构设计等方面展开研究，研发了全激光加工的“皮肤上的实验室”，实现对痛风病人的非侵入原位监测、动态化指标分析以及辅助式健康管理。同时，为了实现运动过程中的能量采集与实时传感，设计了全集成结构的自供能汗液传感平台以及基于生物燃料电池驱动的柔性电子皮肤，通过管理电路实现全闭环生理信息监测与无线人机交互。这些可穿戴生物传感平台的搭建，为实时监测-原位诊断-精准治疗的个性化医疗健康领域带来了全新的发展思路。

　　主讲人简介：

　　唐伟，青年研究员，于2013年取得北京大学理学博士学位。近年来致力于纳米发电机与新型可穿戴电子领域的研究，取得一系列具有重要国际影响力的原创性成果。至今已发表学术论文60余篇，以第一作者和通讯作者发表论文30余篇，包括影响因子大于15的本领域顶级期刊论文22 篇，其中Adv. Funct. Mater.5篇、ACS Nano5篇、Adv. Mater.2篇、Adv. Energy Mater.2篇、Mater. Today1篇、Nano Energy9篇，SCI引用超过3600次，h指数为34。申请专利29项，已授权15项，其中包含美国专利2 项，日本专利1项，中国发明专利10项。出席国际会议20多次，担任程序委员会成员1次，分会主席1 次，做特邀报告2次。主持国家自然科学基金青年科学基金项目(2016)，北京市科委重大项目办怀柔科学城创新专项(2018)、北京市自然科学基金重点项目子课题(2014)，中国博士后科学基金一等面上资助(2013)等，参与国家重点研发计划纳米科技重点专项(2016)。获评北京市科学技术二等奖(2017)、三等奖(2018)，北京市青年拔尖团队骨干成员(2017)，中国科学院青年创新促进会会员(2018)，微系统与纳米工程峰会优秀青年科学家提名奖(2019)等，现任中国微米纳米技术学会高级会员。

　　李修函，2006年从北京大学微电子所毕业，获博士学位。之后加入北京交通大学电子信息工程学院，历任讲师、副教授、教授（博士生导师），主要研究方向为微纳传感器及能源采集。已在本领域有重要影响力的期刊发表高水平学术论文30余篇，拥有发明专利多项，主持和参与了国家重点研发计划、国家自然基金，GF课题，北京市自然基金等多项国家级省部级科研项目。

　　孟博，博士，深圳大学助理教授，特聘副研究员，深圳市高层次人才，主要研究方向为柔性传感技术与柔性微能源。主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目。在Energy & Environmental Science、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Nano Energy等国际高水平期刊发表SCI论文30余篇，参编英文专著1部，Web of Science累计被引1500余次，H因子18。获授权中国发明专利24项、美国发明专利3项。

　　韩梦迪，西北大学Querrey Simpson生物电子研究中心博士后研究员。在国际著名学术刊物上发表SCI收录论文60余篇，其中第一作者论文15篇（包括Nature Electronics, Nature Biomedical Engineering, Proceedings of the National Academy of Sciences等），被引用3000余次（H因子33，谷歌学术），已授权发明专利20余项，作为第一作者撰写英文书籍一部。近期的研究侧重于通过器件、结构和制造工艺的创新来实现柔性生物电子器件，提出了可用于微创手术的多功能球囊导管、用于假肢内压力实时监测的柔性无线传感系统、以及多功能三维电子细胞支架。

　　宋宇，美国加州理工学院医学工程系博士后，2015年本科毕业于华中科技大学光学与电子信息学院，2020年从北京大学获得理学博士学位。主要研究方向包括微能源供给、健康医疗监测、柔性电子器件、生物汗液传感以及智能微系统等相关领域，累计发表期刊及会议论文60余篇，包括Nature Biotechnology, Science Robotics, Science Advances, ACS Nano, AFM等期刊，其中第一作者发表论文16篇，同时出版英文专著1章，受邀担任多个学术期刊独立审稿人，获2019年度“美国百人会”英才学者奖等奖项。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电子科学与工程学院

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2020年9月24日