智慧树知到答案 ICANX-TALKS —全球前沿科技公开课最新答案

第二章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1: 为了在VHB和水凝胶之间实现良好的粘合，是否需要任何特殊的步骤？是否已研究过其他用于电介质的材料？A1：当我们制备第一版的iTune时，我们只是将水凝胶放在VHB上面，粘合得很不好。有时候我们在两端施加循环电压，当电压施加到一定程度时，水凝胶会从弹性体表面脱落，两者间的粘附效果非常差。当时我们没有丰富的粘合经验。在那个时候，水凝胶与弹性体或者其他材料的粘附已经困扰大家几十年，例如有人想将水凝胶粘附在人体组织或医疗器械上。这些技术已经存在了很久，几十年来大家都只是在尝试。2016年，MIT的赵选贺教授取得突破性进展（详情见icanX talk Vol. 2），他文章中讲到水凝胶可以粘附所有物体。这引起我们的注意，但是我们发现他并没有解决水凝胶与弹性体和组织的粘附问题。对你的问题，我的回答十分肯定。我们现在肯定地宣告水凝胶可以粘附一切材料。获得诺贝尔奖的晶体管就是将半导体、金属、塑料组装制得的。现在，我认为将软材料与人体、生物体、植物集成得到的新型器件将是未来几十年的发展方向，而我们的研究正处于领先地位。对你的所有问题，我会给出一个大大的是！（ ）
选项：
A:错
B:对
答案: 【对】

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2: 离子二极管和晶体管可用于刺激神经系统吗？有没有相关尝试？A2：我认为是可以的，它们可以模拟神经系统，但是这与离子弹性体具有不同的物理特性。据我所知，只有离子弹性体是一种可以移动的材料，但是神经系统中的多种物质都可以移动。相关尝试目前我还没有听说过。但是我鼓励你大胆尝试。（ ）
选项：
A:对
B:错
答案: 【对】

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3:这种透明材料是否已经商业化？在商业化应用中有哪些困难？A3：首先，透明材料是并不是一种材料，是几类材料的总称。例如，从一些大公司（例如3M）已经可以买到透明弹性体。对于水凝胶，目前还没有听说公司或者团体实现商业化。但是，参考我们发表的文章，任何从事高分子科研的组织将很容易制得透明水凝胶。你可以与他们合作。但是弹性体就不一样了，不是所有的组都能合成。你要找一个合适的组。比如，可延展的电解液就是一种新型材料。不过，现在我们发表了相关文章以后，难度就下降很多了。我认为现阶段将该材料进行商业化是非常好的时机，进入商业化的阻碍非常小。（ ）
选项：
A:错
B:对
答案: 【对】

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：水凝胶可以用作人工肌肉（例如，人工轴突）的良好介质，水凝胶能否真正与人体组织和骨骼结合在一起？我认为水凝胶与目前植入人体的辅助钢板或硬质合金相比具有固有优势。A4：水凝胶与人体组织的结合已经实现。例如，替换损伤软骨。现在的新趋势在于，不仅使用水凝胶替换人体组织，并且要实现大量的功能。例如，你可以使用电子设备对组织进行检查，相关数据将发送到手机上并传到云端。所有数据通过云端传递给医生或计算机。通过这样的方式，计算机对大量的数据进行分析处理。你的数据可能对他人疾病的治疗提供帮助。通过这样的方式，我们实现疾病的云治疗。在未来几十年，这些将能够实现。（ ）
选项：
A:错
B:对
答案: 【对】

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5: 这种离子水凝胶除了具有良好的导电性能外，还具有其他优异的性能。这种材料在其他领域的应用怎么样，例如储能或生物传感器件？A5：对于储能方面，水凝胶作为离子导体可作为电池中的电解质。它还具备许多其他性能，我认为在生物传感上它也有良好前景。如何与人体集成？如何实现同时测量多种生物物质？如何在单次电压测量下区别不同信号？可能初期需要机器学习来实现。因为人体就是一个复杂的水凝胶体系，如果我们能区分出这些信号，我相信我们将能创造出更好的凝胶体系。（ ）
选项：
A:对
B:错
答案: 【对】

第三章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：MXene在喷墨打印过程中的稳定性A1：事实上，喷墨打印是一项非常可控的技术手段。首先，通过对MXene分散液进行简单的超声处理，可以破坏大片MXene的结构，从而将MXene片层的尺寸减小到100 nm左右。但是，对于很多应用领域来说，我们希望使用微米尺寸的大片MXene，因为大片MXene可以提供更高的电子电导率和机械稳定性。另外，通过设计喷墨打印机的针头，也可以实现大颗粒墨水的打印，这可能需要你与打印机的制造商一起来完成。事实上，我们实验室正在与公司合作进行这方面的开发，相关论文将在今年夏天上线。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：单层与多层MXene的性能差别A2：在薄膜材料中，单层MXene表现为非常整齐的紧密堆叠结构，片层间接触面积大，因此薄膜通常具有较高的电导率、较小的片层间距离以及较强的机械强度和机械稳定性。而对于多层MXene来说，其排列并不像单层MXene一样紧密，而是表现为松散的结构。这导致薄膜的支撑很弱、渗透率很高，同时电导率很低。所以，如果你需要高电导率、低渗透率、高机械强度的薄膜，你应该使用单层MXene的分散液来制备。如果你想要一个高渗透率的薄膜，比如电极材料需要为电解质渗透提供充足的空间，这时候使用多层MXene将更有优势。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：制备大面积、单晶MXene的可行性和必要性A3：理论上讲是的，我们没有理由对合成大片的MXene单晶说不。现在人们知道如何在铜箔上制备大片的石墨烯，但是并不是一开始就用这种方法。在最开始的时候，我们从微米尺寸的石墨中来剥离石墨烯。像石墨烯、MoS2以及BN这些材料的发展一样，我们需要逐渐优化MXene的制备工艺。既然人们可以制备几百微米的Mo2C单晶，那么制备大片的MXene单晶也是可以实现的。关于它的必要性，实际上我并没有很好的答案。研究大片单晶MXene的性能听起来很有意思，我不知道在某些应用领域是否真的需要这种材料。目前为止，利用现有的MXene我们已经可以获得高强度、稳定的高导电MXene薄膜。同时，通过溶液法来制备MXene显然成本更低。但是，如果你有办法能够制备大片的MXene单晶，我会来学习。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4： MXene在微芯片超级电容器以及整流电容器的相关问题A4：首先，高电解质渗透率电极材料的制备。这要求我们将MXene片层进行特殊的排列，例如，利用碳纳米管对MXene进行插层，可以防止MXene片层堆叠。将MXene片层进行垂直排列是一个很好的办法，这是实现高性能电极材料结构设计的有效途径。此外，还有很多别的挑战，比如拓宽工作电压窗口、提高稳定性等，这是一个非常宏大的课题。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：提高MXene在有机溶剂中分散性的方法A5：对于这个问题我并没有很好的答案，我自己也很想知道。我们可以在水中得到非常稳定的MXene分散液，在某些有机溶剂中我们也可以得到比较稳定的MXene分散液，但是获得可以在有机溶剂中均匀分散的MXene片仍然是一个非常大的挑战。或许问题的关键是在于找到一种MXene可以稳定分散的溶剂，而不是对MXene进行表面改性。当然，你也可以通过在MXene表面接枝疏水基团的方法，使其可以分散在非极性溶剂中。但是我们在工作中发现，与其他材料相比，MXene这种材料的优势就在于不需要改性就可以在很多领域表现出优异的性能。像半导体、金属颗粒、量子点、石墨烯、碳纳米管等这些材料都需要进一步的处理，比如高温处理，来实现较好的性能。关于MXene的表面改性，我想你可以借鉴其他低维纳米材料的改性方法，如果你发现了可以提高MXene在有机溶剂中分散性的方法，请你告诉我，我会跟你学习。（ ）
选项：
A:错
B:对

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6： MXene在科学研究和应用前景的未来发展A6：MXene的未来并不像我们今天使用的背景一样黑。在科学研究领域，我想简单列举几个可能的领域：二维磁性MXene，包括铁磁性和反铁磁性；MXene在超导材料中的作用；拓扑绝缘特性在物理界有很广阔的应用前景；MXene片层与电磁波之间的相互作用。我的实验室也正在研究MXene片层与电磁波的相互作用，希望相关工作可以很快发表。在我的报告中，我努力想让你们知道MXene是一种可以触及到的材料，而不是像石墨烯一样在硅片上生长的单层材料。我们已经可以大批量生产MXene分散液，可以通过很简单的方法制备MXene薄膜。那么，对于应用来说，因为MXene很容易获得，所以有很好的应用前景。我们要做的只是寻找MXene可能的应用领域，如果让我列举几个领域的话，我认为可以是电磁屏蔽和天线。当然，我相信还有很多领域等待我们去发现，就像碳纳米管刚被发现的时候，没有人想到他会被应用在电池电极材料中。（ ）
选项：
A:错
B:对

7、判断题：
以下说法正确吗。Q7：作为一个初入MXene领域的研究者，哪里是进入该领域比较好的切入点？A7：目前为止，已经有成百上千的研究者加入到MXene的研究中来，但是并没有上千种MXene的组合。所以，如果让我来说，我会寻找一种还没合成出来的新的MXene材料。我的实验室现在正在合成新的多金属固溶体，研究不同金属的比例对MXene性能的影响非常有意义，而这些研究之前并没有人做过。如果你想聚焦在MXene的应用上，那么就去了解他的基本性质，去思考这些性质可以在哪些领域产生不一样的效果。所以，还有很多研究领域等待被发现，我很确定你会发现一个感兴趣的领域并深入研究下去。（ ）
选项：
A:错
B:对

第四章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1: 智能窗户非常的神奇，它什么时候可以在市场商业化?A1: 在商业化应用方面我们已经着手准备将其推向市场，通过和香港机构的合作，已经做了前期的一部分工作，但是这个产业化的过程需要考虑很多因素，比如天气和稳定性等因素，我们将会合作单位开展进一步的试点研究。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2: 纳米剪纸激光加工是否难以避免细结构产生热损伤？A2: 目前，纳米剪纸技术还需要进一步的深入研究，从现在的显微镜观察的结果来看，这种结构可以在目前的制备工艺下保持一个长时间的生命周期。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3: 对于量子点的主体材料，液体是很好的选择，粘度的影响和长期稳定性如何？A3：将量子点材料分散到液体中，形成溶液，这样适合旋涂和打印等薄膜制备方式，因此以量子点为主体材料的液体是很好的选择，该溶液的粘度主要受到主体材料的浓度和分散剂本身的粘稠度影响，需要根据具体的情况去调节。量子点材料大部分都是无机材料，稳定性还是可以的，同时一些纳米包覆等方法也会进一步提高材料的长期稳定性。（ ）
选项：
A:对
B:错

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4: QD led为什么像素越来越小，成本会降低？A4: 这里所说的降低成本是相对的，每一种技术降低成本都有多方面的因素，像素越小的确需要更精确的设备，但是许多成本优势是来自于技术的大规模量产而实现的。（ ）
选项：
A:对
B:错

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5: 热致变色智能窗口以哪种方式施加热量，热致变色精度如何？A5: 我们并没有指定某种特定的光源，但是在不同天气情况下，热变色智能窗户的性能可能不同。（ ）
选项：
A:对
B:错

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6: QDs的成本和前景如何？A6: 在这里并不能对QDs的成本给出一个准确的答案，但是目前该技术机已经得到广泛的研究，在进一步的发展过程中成本是一个共同关注的问题，相信最终的QDs会变成一个成本和价值可观的产品。（ ）
选项：
A:对
B:错

第五章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：MacEtch方法是否适用于不同的晶体材料？非晶材料呢？ A1：之前在PPT中讲到过MacEtch方法适用于不用类型的材料，第二个部分是晶体材料，有着单晶材料例如单晶硅，聚合晶体材料和一些非晶材料。对非晶材料我们不能说是通用的，但是它确实适用于很多非晶导体。我们唯一需要去做的是找到与之相应的正确的金属、方法。你可以决定在哪一块区域用金属进行刻蚀。对于晶体的话我们已经证实了是可以全部适用的MacEtch方法的。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：使用金属作为各向异性蚀刻的催化剂，获得的纳米结构具有相当大的深宽比。整个蚀刻过程是一次完成，还是可以进行多次刻蚀叠加？ 是不是可以牺牲刻蚀纳米结构壁的平坦度，来增加蚀刻的次数，从而获得更高深宽比的纳米结构？A2：在这个报告里呈现的纳米结构都是一次成型的，也可以再把样品放到溶液进行多次可以。因为MacEtch只发生才有金属的地方，也就是刻蚀结构的底部，已经获得的纳米 结构不会被刻蚀掉。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：MacEtch 是一种很有吸引力的纳米加工技术，灵活可控，而且结构多样，那么有没有具体应用的实际例子呢？A3：事实上获得所有高深宽比的纳米结构，都可以用来制造性能更优异的纳米器件，可惜现在还没有商用的器件，不过我们最近有一个这样的项目。（ ）
选项：
A:对
B:错

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：MacEtch技术在刻蚀Si和GaN 的纳米结构的应用上， 能达到的最小的横向分辨率分别是多少？A4：我们可以用光刻（optical lithography），电子束光刻（EBL，e-beam lithography）甚至可以用扫描透射电子显微术（STEM， scanning transmission electron microscope）来沉积单个原子或者原子线图形，我们也在探索，我们最小能做到什么尺寸。当前的话，最小的结构是利用EBL沉积金属图案获得的5 nm的纳米结构。（ ）
选项：
A:对
B:错

第六章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：纳米模板光刻在软质材料中的应用及挑战A1：原则上说它不需要与基材接触所以这取决于溶液和软材料例如聚合物的目标分辨率。我在今天的报告中也展示了许多例子，例如用于生物传感器的PI（polyimide film）、PDMS、Parylene。所以这个问题的答案是肯定的，模板光刻是一种要求结构和聚合物基材高度结合的技术，因为聚合物不能在传统的光刻、刻蚀步骤中保存下来。所以我鼓励你去尝试，在相对较短的时间内取得有趣的结果并不难。模板光刻的挑战之一是它会把所有不带正电的物质剔除出去，所以薄膜可能会在某个点断裂。这取决于我们讨论的尺寸。另一个挑战是我强调的很重要的一点：对准。我们要制造多层结构，而不是单层的。如果需要对准，一个可以预制备图案的工具是光刻机。它可以制备硅片的光掩膜。通过调整电荷，即使对硅片进行1纳米的对准也是可以实现的。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：在丝绸及其他编织材料上进行图案化的分辨率和稳定性问题A2：这是一个很有趣的问题，我所展示的是图形化的最终尺度将是一个短芯片。所以这更像是一个学术实验来观察它的分辨率和稳定性。如果你讨论的是在两个温度区域之间有表面变化的其他编织材料，这是一个候选工具。我对于其他的编织材料在热处理的行为不是很熟悉。我很想知道关于丝绸和一些微尺度的优点。所以抱歉我无法回答关于编织材料的问题。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：通过液体组装制备的透明电极的均匀度如何？以及将这种透明电极从硅片转移到目标衬底的困难是什么？A3：银纳米导电材料会漂浮在水面上，要转移到一个透明的物体上，这一切的操作都是需要手动进行操作的。这个已经在之前的一些报道中阐述过了，我们需要有一个放大的工具，可以让我们实现手工操作的一个扩展，能够在小规模小尺寸上进行操作。如果这些都能够标准化，那么这些问题都可以得到解决，这里你需要转移的那个透明材料的表面应该是均匀的，但我不知道你使用放大工具后的放大和控制情况，或者你可以看一看已经发表的一些文章里面会有一些最近的进展或许能给你更大的帮助。（ ）
选项：
A:对
B:错

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：对学生创办的公司以及技术转移的看法A4：EPFL如果可以帮助年轻的学生或者研究人员创建自己的公司也是非常好的，我们可以通过服务技术的一些转让来进行一些合作，我们也愿意给那些初创公司更多的帮助。他们可以获得EPFL的一些访问权限，但这一切都必须要有一个合同明确写明规则，也有一些费用需要承担。如果学生创业失败，那么我也会遭受损失，而如果这种合作模式能够盈利有回报，那么所有的工作者包括我的实验室也会得到回报。所以这个要视情况而定。有很多的医院医疗结构会提供比较多的合作跟创业机会，有时候一个网站链接就可以创造创业的各种可能性。如果有人对这个感兴趣，他们可以发邮件并为网站付费从而查看内容。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：生物医学领域是否会成为MEMS和传感器的未来趋势A5：很好的问题。如果每个人都知道答案，那么你现在就可以致富。但是我感觉，你知道的，在生物医学中的应用确实存在。正如你现在所见，在面对新冠病毒流行的今天，你需要更多有关生命科学方面的知识，不仅是药理学，而且还包括生物医学设备，并且这些是最具挑战性的。我认为未来的汽车和量子计算将会有一定的需求，并相信随后会有一些传感协助测温。就个人而言，我相信如果能利用我们的大脑和我们的智慧发展出新的设备和方法来解决医疗保健和这些生物医学领域的紧迫需求，人类将受益匪浅。因此，我非常有信心，在接下来的十年中，这将是一个非常有趣的领域。（ ）
选项：
A:对
B:错

第七章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：在没有PV辅助的情况下，有没有办法其他方法可以实现无偏压的CO2还原？Cu2O作为PEC中的暗阴极和直接作为电催化中的阴极有什么区别？A1：第一个问题我在报告中展示了两个示例，这些示例实现了无偏压的CO2还原，没有提供任何额外的偏压。第二个问题，我们可以将Cu2O用作光阴极，但是我们需要在该光阴极的表面包覆保护层。因此，之前我们课题组一直在进行的工作是：建立一个模型系统，研究Cu2O光阴极失活的原因；然后在光阴极表面沉积透明且导电的保护层。这样的设计，可以使Cu2O用作光阴极。我希望我已经回答了你的问题。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：光电极表面的结构与性能之间的联系A2：这涉及到未来研究中可以开展的一些非常重要的工作。在我的报告最后，我提到了柔性PEC光电极，我们可以使用光刻或者其他相关的技术，在光电极表面构建立体的催化、吸光结构。我认为这将是非常有趣的工作。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：无机半导体-有机酶的复合结构用于人工光合作用的可行性，以及该复合系统和报告中所展示的人工树叶各自具有的优缺点。A3：对于无机半导体-有机酶复合体系，我们可以参考一下大自然。自然界中普遍存在这样的无机材料-生物酶混合系统。我认为这是一个全新的有价值的研究领域，即：将细菌或酶与无机材料结合在一起，实现光能的转化与利用。例如，加州大学伯克利分校的杨培东教授将量子点与细菌结合在了一起。在这里我不能简单的判断人工树叶与这种复合体系的优缺点，因为每个事物都具有两面性。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4： PEC是否需要X射线或太阳光来驱动、是否需要贵金属催化剂以及人工树叶是否可大量生产？A4：我认为理想情况下，我们不必使用贵金属做催化剂，非贵金属催化剂用于人工光合作用是我们一直在进行的研究工作。但是，目前研究人员通常使用贵金属Pt作为析氢反应（HER）的催化剂。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：人工树叶在大规模生产中面临的挑战以及解决方法A5：对于整个反应系统，尤其是反应器，进行规模的方法是一个挑战。但是我认为与传统的化学反应器相比，它们（光电反应器）更加经久耐用，但是还需要在设计时考虑入射光的位置，电解质的选用等问题。（ ）
选项：
A:对
B:错

第八章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：木头是自然界中的重要元素，但是它很难和其他材料进行匹配进而提高性能，如何克服这个难题呢？A1：集成技术一直是一个难题，因为不同材料具有不同性质。木材是一直柔性材料，我们可以通过机械切割制备各种形状的木材，然后基于机械联结技术实现彼此之间的结合；或者利用化学胶黏剂进行结合。传统木材呈现多孔结构，通过胶合技术可以实现化学材料和木材的结合。超强木头缺乏多孔结构，它的集成技术相对困难。但是我们要相信科研工作的聪明才智，他们一定会发展先进技术和手段实现木材和其他材料的有效集成。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：超级木头可以规模化生产吗？它的成本如何呢？A2：在DOE的资助下，我们的InventWood公司正在开展这项研究。和其他高性能材料相比，超级木头具有成本上的优势，也具有潜在的商业化可能性。超级木头的制备过程较为简单，而且自然界中木材的含量丰富，其加工成本远远低于不锈钢等材料。目前，我们采用生长速度快、价格低廉的树木制备超级木头。这项技术也可以应用于其他生物质原料，例如竹子。竹子的生长速度尤为迅速，一天可以生长1米，这项技术为我们提供参考，可以有更加广泛应用。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：任何材料都有缺陷，因此我们可以真的实现致密化木头代替结构金属材料吗？如果不能，我们应该做呢？A3：的确，木材也有很多问题，例如，木材产品不能在湿润或者水环境中长时间存放。它不像其他塑料或者金属材料可以通过挤出或者铸造技术实现各种形状。此外，木材具有一定的外力阻抗作用，如果施加外力过大，就会破坏它的结构。他的机械制备会涉及到一些问题，关于这个问题我们多次讨论研究，我们也会更加关注这些问题。（ ）
选项：
A:对
B:错

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：木材的应用已经超出我们想象。现在的木材纳米制造技术可以适用于所有木材吗？还是少数的木材呢？A4：不同木材具有不同结构，需要不同制造技术，这也为我们提供更多机会和可能性。就像每一个人具有每一个人的特征，每种木材也是独一无二的，而且木材的不同部位或者不同尺寸都具有不一样的结构。不同木材具有不同结构，不同结构产生不同性能，不同性能需要不同技术实现。例如balsa，它具有多层次的孔洞结构，包括大孔的管道和小孔的纤维，纤维细胞孔径较大，生长速度较快；而松木具有相对均匀的孔道结构，因此他们具有不同的性质。我们也希望通过AI构建结构-性能的关系，基于大数据分析，实现木材的高值化应用。我们也希望能够开展基因工程和生长科学方面的工作，调控木材的生长结构，合理构架具有优异性能的树木。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：木材纳米制造中的化学处理会引发环境问题吗？和造纸技术相比较如何？A5：造纸厂制备生产纸张过程中会涉及到化学药品，造纸企业也开发许多新技术提高化学药品利用率，降低化学药品的污染效应。但是国家和政府已经制定相关政策，我们需要严格遵守这些相关政策，同时小心谨慎对待化学药品，也许我们可以解决这些问题。经过科学家的努力，我们也取得长足进步，正确面并解决这些问题。另外我们需要开发可回收甚至快速可降解技术，实现材料的循环利用，尽量降低对环境的影响作用。我们现在使用的化学药品都是一些常规化学物质，它们的化学结构已经非常熟悉，因此我们可以正确处理这些化学药品。（ ）
选项：
A:对
B:错

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6：普通木材在应用时可能会遇到尺寸稳定性和防火性的问题。和普通木材相比，致密化木头在这方面会有什么区别吗？A6：木材在遇到火源时容易燃烧。传统木材的多空结构也是木材容易燃烧的一种重要因素。超级木头经过致密化处理后，它的孔洞结构已经消失，因此具较高的防火性能。如果是长时间的面对火源，超级木头也会燃烧殆尽。我们之前也做了很多工作，提高木材的防火性能[13, 30]。木材尺寸稳定性也是类似的，我们尝试不同技术手段提高木材尺寸稳定性，保证木材在不同湿度环境中保持长时间的尺寸稳定。采取涂布防水层是一种有效的手段。一些国家的木制电线杆就是很好例子。（ ）
选项：
A:对
B:错

7、判断题：
以下说法正确吗。Q7：相比于水凝胶材料，木材在柔性可穿戴电子器件领域具有哪些优势呢？A7：纤维素已经被用于制备水凝胶。许多科研工作者通过功能化纤维素替代其他化学物质制备水凝胶，因为纤维素表面含有众多羟基，因此可以很好吸附水分，成为水凝胶材料的一员。因此我们可以通过纤维素与水凝胶的集成化处理，实现高值化的纤维素材料。柔性电子器件通常涉及油墨打印技术，因为通过卷对卷的打印技术才能实现规模化生产。纸张就是很好的打印基底。纸张具有多孔结构，能够很好吸收电子油墨，制备柔性电子器件。在美国柔性电子器件也是国家大力推崇和发展的新型方向。我们之前也做了很多关于木材以及纤维素纸张柔性电子器件的工作。（ ）
选项：
A:错
B:对

第九章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：将声子晶体中引入缺陷结构，实现振动能量采集，在长时间的工作中是否会破坏结构材料?A1：人们普遍认为缺陷是指材料或结构设计上的缺陷，会导致器件性能恶化。实际上，报告中所指的缺陷是通过理论计算，人为设计并引入超材料的一种结构，对于实现能量局域化效应与机械能增强具有重要的作用，因此，此处的缺陷不会导致结构破坏，相反，可以极大的提高振动能量采集的性能。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：在振荡结构中需要避免缺陷的存在，而具有缺陷的声子晶体是如何在这种情况下工作的?A2：问题中的所指的“缺陷”是一种由于人为疏忽或加工误差导致的缺陷，这种缺陷会导致器件的性能恶化。而本报告中的“缺陷”是则是根据所要采集的机械波波长特性，人为设计的一种结构，这种 “缺陷”可以认为是对与其他单元不同的结构的一种表述方法。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：弹力波能量采集器是否能用于收集低频振动能量?A3：低频振动广泛存在于工业和人们的生活之中，例如桥梁，建筑等设施的振动之中，而基于超材料的振动能量采集器也可以采集低频振动能量。但是需要注意的是，将MEH应用到低频振动环境中时，不得不考虑工作环境对器件的尺寸要求，因为低频振动对应较长的机械波波长，对应的，不得不扩大器件的尺寸实现机械能的增强与采集，所以需要综合考虑器件的尺寸，才能决定是否将该技术用于低频振动能量的收集。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：声学振动能量采集器是否能够用于手机一类的移动设备?A4：实际上声能的能量密度较低，可以有效采集的能量也很少，这也是为什么需要在环境布置多个声能采集实现能量的拾取，所以如果想要将声能采集器应用到收集一类的移动设备，意味着需要布置较多的器件尽可能采集多的声能，同时这也会增加设备的体积与重量，阻碍其设备的便携性。所以短时间内很难将声学振动能量采集器应用到手机一类的移动设备上。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：比色传感器的比色指示剂是否可以重复使用以及在连续监测过程中性能如何？A1：其中有一些比色指示剂是可逆的，但大多数的指示剂的颜色变化不可逆，所以很多检测器件都是一次性的，如果采用上述毛细管爆裂结构可以将多个检测腔室连接起来，每个腔室都可以填充一种指示剂，从而实现连续的汗液检测。此外，也可以从化学的角度入手，实现一些可逆的化学传感物质，那将是非常强大的解决方案。当然采用电化学的检测方式可以实现汗液的连续检测，但集成了电子设备后，器件的成本将会大幅提高，因此，我们也在尝试一些模块化的方法，在这个检测系统中，除了电化学电极外，你不一定会直接接触到电子设备，然后通过磁耦合的方式实现电子到机械的接口，从而实现电子器件部分的重复使用，然后将微流控平台做成一次性的。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：基于自供电技术的传感系统发展前景如何？A2：这是一个非常有意思的研究方向，很多研究者正在进行各种研究，但器件对周围环境的能量采集通常是间歇性的，因此需要本地的设备进行存储，例如超级电容器或电池。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：目前的柔性电子皮肤传感器均采用聚合物加工，如何消除由于聚合物的粘弹性产生的传感器响应延迟呢？A3：更广义的一个问题是什么材料更适合做这种电子皮肤传感器件，目前也有很多的研究小组在做相关方面的工作，包括有机电子材料、复合材料以及量子点制成的薄膜等，都是非常有吸引力的选择。但是对于Rogers教授课题组来说，他们更倾向于使用传统的材料以及与现有的电子器件更容易结合的材料。其在近年来的研究发现，医院里的医生和护士对健康监测器件的关注度仅在于准确度，如果器件的准确度达不到现有检测设备的水平，她们不会采纳你的方案。因此，虽然一些纳米材料，例如碳纳米管等，可以达到非常强大的传感功能，但仍然存在着一些阈值电压漂移等问题，导致传感精度的下降，以及湿度、温度等条件对器件的影响等，所以Rogers教授不倾向于采用这些材料。Rogers教授认为选择何种材料取决于你想要达到的目的，稳定性、准确性还是灵敏度等，需要做多种尝试，并需要平衡考虑，对于其课题组来说通过聚合物材料作为硅的替代品已经变得逐渐可行。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：人体汗液中葡萄糖浓度的测量精度如何，可以根据身体在一个固定模式运动中的表现来测量其他化学物质吗？A4：汗液中葡萄糖的浓度比血液中低几百倍，因此需要对比色剂进行巧妙的校准，以使器件可以对这种非常低的浓度进行检测，这是可以做到的。其实更重要的问题是，汗液中的葡萄糖浓度与血液中的有什么关联，没有人知道。所以需要重点关心的问题也许不是汗液检测的准确度如何，而是汗液中各种物质的浓度意味着什么，他们是如何反映我们身体健康状况的。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：柔性可穿戴电子器件未来的发展前景以及发展中需要解决的问题有哪些？A5：可穿戴健康监测系统将会在我们今后的生活中发挥非常大的作用，如果每个人都可以在家中做到医院等级的健康监控的话，一切都将成为可能。如果每个人都穿戴健康检测设备，这个设备一定要变得不可察觉，但同时又要具备检测精度高、可靠、无线，以及本地存储等功能，这就是我们需要做的。此外，器件监测过程中会产生大量的数据，因此也需要大数据分析或者机器学习对海量数据进行解析。在研究方向上，目前的研究中仅实现了ECG、PPG等传感功能，但需要做的不止这些，还需要有存储以及数据分析等功能。总的来说，在可预见的未来，这将是一个丰富、充满活力、活跃的研究领域。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十一章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1: 橡胶电子的长时间稳定性如何？A1: 首先这个是一个很好的问题。如何实现有机半导体的长时间稳定性的确是有挑战的，我们的课题组也在攻坚这个难题。根据我们组目前的实验结果，所制得的器件在室内正常环境下展现了很好的长时间稳定性，大概可以工作2年。这是因为橡胶基体为整个器件提供了一个保护，防止了水和氧气对器件的侵蚀。但是在高温条件下（大于100°C），器件本身会很快失效。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2: 请问可否比较下橡胶电子和无机电子的区别？A2: 目前，硅基半导体和碳纳米管的迁移率可以分别达到1500，1000 cm2/(V·s)，但是，橡胶半导体的迁移率才达到10 cm2/(V·s)。因此，从目前看来，橡胶电子和已经工业化的无机半导体仍具有一定差距，这也是我们正在努力改进并提升的方向。但是从柔性电子角度来讲，橡胶电子赋予了器件优异的力学性能。尽管没办法一下子使用在高频率需求的电脑芯片上 （GHz），但是在对频率无需很高的的器件上（例如，生物电子器件，界面电子器件等），橡胶电子具有很好的优势。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3: 基于橡胶电子，有什么制备方法?A3:目前，基于我们组所制备的材料，可以通过打印和旋涂等方法来制备橡胶电子。同时，橡胶电子的制备方法也可以和传统微制造相结合。值得强调的是，橡胶电子可以通过3D打印和丝网印刷来制备，这样的方式不仅降低了成本，还可以大面积生产。我们组最近发表了一篇文章，是通过气/水界面来制备自组装可拉伸橡胶电子薄膜，这种方法不仅可以提高材料的迁移率，也可与卷对卷工艺结合，使橡胶电子的制备过程就像打印报纸一样简单。总体来说，橡胶电子的制备方法比较灵活，不仅可以使用传统制备工艺，还可以使用新兴的制备方法。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4: 橡胶电子由不同功能层所组成，那么每层材料之间的适应性何如？A4: 我们使用的材料都是具有相似的性能，所以每层材料之间的适应性比较好，没有明显的过度。有趣的是，我们在实验过程中观察到，一些材料具备和生物组织相似的力学性能，这样的材料十分有利于未来可植入式电子设备的发展。（ ）
选项：
A:对
B:错

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5: 在讲座的最后，您列出来橡胶电子发展路线图，那么请问您觉得橡胶电子未来的市场会在哪里？A5: 在未来，我认为橡胶电子的应用会很广泛，未来市场对橡胶电子需求可以来自于方方面面，比如：交互式显示器，交互式触摸面板，智能穿戴，生物电子等。（ ）
选项：
A:错
B:对

第十二章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：对于PDMS-金纳米颗粒来说，其工作温度是怎样的？它可以有多薄？A1：金融化成气体可能需要上千度的温度，在高真空的蒸镀腔体中，PDMS固定基底处的温度一般为100℃，这个温度足以让半固化的PDMS完全固化，在此过程Au纳米颗粒先不断渗透到弹性体中，最终在固化的PDMS表面形成连续的金属导电层。这种方法因为需要有一定厚度的嵌入过渡层，因此整个膜的厚度通常需要上百微米，比常规沉积的要厚一些。通过优化条件，目前这种方法我们可以制备50微米厚度的薄膜。当然，我们拥有可以制备很薄PDMS的技术，例如微米级别、可与肌肤纹理切合的PDMS薄膜。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：4.0时代的传感器对于人工智能和智能系统来说很重要，但是如果不与相应的执行器去结合，其作用就会打折扣，您对此怎么看呢？A2：我很同意这个观点。目前我们比较关注的软体机器人是一个很好的代表，一个好的软体机器人应该不仅仅是传感系统，它也必须能够根据外部刺激“动起来”，但是要实现这种传感和执行相结合的完整系统还需要很多人的共同努力，特别是不同学科之间的研究工作者相互交流，共同解决系统集成的技术瓶颈。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：您认为电子皮肤与医疗技术相结合会给临床患者带来什么好处呢？A3：电子皮肤与医疗技术的结合是一定会带来好处的。我们的研究组就与来自不同领域的医疗工作者展开了合作，不仅仅是皮肤病治疗领域，也包括心脏疾病、肾脏疾病的诊断、治疗领域，比如通过监测汗液中生物标记物的浓度来实现非侵入式、实时的疾病诊断。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：电子皮肤会在各种不同工作情况下收集身体各个部位的大量数据，如果我们想要使用这些数据，需要对其进行校准处理吗？A4：没错，不同器件之间会有一些差异，所以在使用这些数据时需要进行校准，这也是电子皮肤器件面临的一个巨大挑战。我曾在第一部分中提到，我们需要一套电子皮肤器件的标准，这也是电子皮肤走向日常应用的挑战，这需要材料科学工作者做出贡献，同时我们需要监测多种生理信号，利用实时的信号对传感器进行校准，比如以实时温度作为校准参考点，只有真正解决了传感器稳定性与可靠性的问题，电子皮肤器件才能更好的走向市场。（ ）
选项：
A:对
B:错

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：您在讲座中提到了电影《Alita》，它很好地反映了未来的科技。在未来，人工智能不仅仅作为机器人的一部分，而会与电子科技甚至生物体相结合，这就给电子设备和生物体之间的接口带来了挑战，您如何看待这个问题？A5：这是一个非常大的问题。对于像Alita这样的科技载体，它是多个领域科技的结合体，例如材料科学、电子科学、机械科学、生物科学、计算科学甚至设计学等等，这也给我们的教育抛出了一个问题，我们如何让我们的学生专注于解决一个问题的同时拥有广阔的视野和思路，学会与不同领域的人合作，这不仅仅是学科的交叉，而是真正意义上的跨学科研究，掌握了这些能力，才能够解决这样的综合问题，做出高于前人的科技成果。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十三章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：即时检验（point-of-care device）是否将成为微流控技术的重要发展方向？A1：现在是合适的时间去制造更多的商用微流体器件，人们将可以从中受益，如果你想投身其中，我觉得没有比现在更好的时间了。John Rogers不是也开始做微流控了吗，说明这其中大有可为。尤其是现在，新冠病毒正在全球肆虐，即时医疗设备的重要性更加凸显，我们需要操作简单，成本低廉，易于携带的即时检验设备。过去二十年我们没有取得较多的进展，很大程度上因为产业界和科研的联系并不多，我们在进行科研活动时没有更多地去想如何造福于人类的生活，这是今后我们需要特别注意的地方。商业化需要大量的人工和资本投入，不过我没有看到这其中有物理学原理的阻碍，这说明我们肯定可以做到的，只要加大投入。我可以举一个例子，比如惠普公司的Inkjet Printer，作为一种复杂的微流控器件，最终成功的商业化了，说明我们可以做到的，只要更多优秀的人来一起努力。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：利用声波很难对颗粒进行高分辨率操作，可以控制多小的纳米颗粒？通过声流（acoustic streaming）还是声辐射力（acoustic radiation force）？A2：基本上我们所有的操作，都要使用声辐射力或者声流，或者他们两者的结合，操控纳米颗粒是一个挑战，但我们实现了对纳米颗粒的有效控制，最小可以操控20纳米的颗粒，但我相信我们可以做到更小，甚至到1纳米的颗粒。我认为在我们领域工作的研究人员需要更加关注关联领域的进展，比如声学超材料或者声学超表面方面的研究进展，他们已经提出了很多很棒的概念，我们需要善于应用他们提出的优秀概念。我认为对纳米颗粒的操作并不是这一领域的难题，更困难的问题是实现更高的分辨率，我们现在的分辨率大概在1微米，这要比光镊子差很多，原因很简单，因为我们使用的频率要比光镊子低很多，但这是可以被解决的，我们希望可以使用声镊子技术实现所有光镊子可以实现的技术，因为声镊子具有更好的生物兼容性，这也是我们主要的努力目标。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：驻波会产生多个节点，从而牺牲了特定的选择性，您对于利用声波从细胞簇中拾起单个细胞有什么建议吗？A3：我们也正在做这些，我推荐你去看一些Bruce W. Drinkwater 小组的研究工作，他们在单细胞或单个粒子的操控这一领域远远领先于我们，你可以读一些他们的文章。我知道有很多不同背景的同学在听我的报告，如果你们对于这个问题有什么好的想法，欢迎提出来。为什么这个问题这么困难呢，因为声流控将声学、物理学、流体力学、机械工程和电子工程结合在了一起，我们需要有着不同背景的同学合作来解决一些问题。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：什么时候声流控技术可以应用在体内？比如血管或者体内组织？如何调整芯片使其适合于体内的环境？比如脂肪和体液是不是会降低声流控芯片的精度和承载能力？A4：我确实不知道什么时候声流体技术可以应用在体内，我还没有那么聪明。我能说的是，我们之所以现在都只进行体外的实验是因为我们的理解还很有限，然而，我认为，进行体内操作会是声流控的一个很重要的优势，因为声流控主要是通过“隔山打牛”的方法来操控目标，我们可以将声波传输到你的身体内，但问题是我们还不够了解身体，只要我们能更加了解这一过程，我相信我们就可以做到，我们也需要更多感兴趣的同学加入这一领域。（ ）
选项：
A:对
B:错

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：关于非接触声流控技术，还有什么问题需要被研究解决呢？比如带有极化静电干扰的材料，未来有什么潜在的研究方向吗？A5：在我们的研究中，我们主要关注声学特性，但那里确实有很多其他的特性，比如介电特性。我想强调的是，这里还有很多物理问题、工程问题和生物问题没有被解决，我们希望有更多的同学加入这一领域，一起研究这些问题，我有一些文章讨论耦合声波和介电泳（dielectrophoresis，DEP），如果感兴趣可以去查看。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十四章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：液滴分裂只限制在水-水界面中，还是也可以存在于其他液体中？A1：水-水相分离实际上是非常常见的现象，但水-油中的相分离则不会在正常的室温条件下发生，它需要在很高温或在非常特别的条件下才能产生相分离。所以水-水相分离的优势是可以在同样的温度下实现这一切，只要简单地通过渗透作用改变浓度而不需要改变环境。我相信这也是为什么生物体系和生物液滴都依赖于水-水相分离体系而不是其他类型的相分离体系。同样的，气-液相分离行为也可以实现，但是需要在真空体系或更严峻的环境中进行。因此，水-水相分离体系和水-水界面工程为液滴分裂这种复杂现象的研究提供了便捷的平台和模式。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：对比传统的层层组装法，双水相界面组装是否具有很高的效率和成功率？A2：传统的层层组装法相对比较繁琐，但还是可以继续使用的。在水-水体系中，如果正确地挑选了合适的聚电解质组合，就可以形成结实牢固的聚电解质膜，问题是要挑选适合的体系，通过研究组装过程来探索材料的性质。这里介绍的水-水平台是更加方便的，比如在传统层层组装方法中，如果最终需要形成胶囊，就要借助腐蚀性溶剂来除去内部的固体颗粒，但在水-水体系中则不需要，在形成胶囊后，可以通过加水稀释溶液来消除双水相体系，透过率和装载效率也会决定于形成胶囊的聚电解质组合的选择。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：生物打印与蘸笔纳米刻蚀技术（dip-pen）的区别与其优势是什么？A3：生物打印本身还是基于传统打印技术，例如通过喷嘴在工作台上的转移用来分配液滴，但是水相体系允许我们有一个内置过程，例如液相分离。我们还可以利用更利于细胞生长和维持的溶液，还可以利用分配性质来移动和区分“墨水”中的细胞，这些方法让我们更接近于生物体系中的分级组装和分级结构。传统的dip-pen书写技术和纳米打印技术都需要借助把喷嘴本身做得更小来构建多级打印结构，这里我们可以仅借助液相分离体系就可以提高打印结构的复杂度。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十五章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：液体门控系统有物理或空间上的限制吗？液体设计的影响因素是什么？A1：很多人都会关心液体门控中液体的稳定性，对于液体他们有各自的物理化学性质，当你要构建一个液体门控的时候，如果它的传输物质是液体，那它们之间是需要不互溶的，是需要考虑一些物理化学性质的。如果是用于化学检测，那需要液体和目标检测物质之间会发生引起表面张力变化的反应。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：液体门控的响应速度如何，是否需要对表面进行特殊的涂层改性？A2：对于环境改变的响应性是实时发生的，而响应的速度是取决于孔径和液体与膜两者之间的亲和力。根据实际情况可以对材料进行不同的方法处理。例如，对于孔大小来说，多孔材料的机械性能要足以抵抗压力的变化，有机聚合物中很小的孔中的液体可能不能很好地可逆恢复，我们可以使用金属材料来获得更小的孔径，可以参考我们近期在ACS Nano上的一篇工作。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：关于纳米通道的一个问题，对于制造和使用这些纳米通道，你能让它大尺寸的制备吗，对于大尺寸的通道的重复性如何呢？A3：对于大尺寸的制备，我们是通过CVD方法制备的，如果你有大的CVD设备你可以制备大的薄膜，如果你需要超薄的薄膜，同时要需要特殊的切片装置。同时我们也可以将许多膜进行集成来获得较大的尺寸。对于重复性，我们现在使用的是多壁碳纳米管阵列，其离子传输重复性良好，如果使用单壁碳纳米管可能具有一些挑战。（ ）
选项：
A:错
B:对

第十六章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：对于这种柔性器件的加工，是否可以采用SOI（Silicon-on-insulator）衬底，这样可能会进一步简化加工流程，并使其更容易与工业制备工艺相集成？A1：我们最早关于纳米带的相关工作，就是基于SOI（绝缘硅）衬底，这也是我在J. A. Rogers那里做博士后时期的工作。对于这类器件的首要挑战在于，如何使得SOI器件能够与其他器件相兼容，进一步，能够制备是否可以做POI器件，也就是pervoskite on insulator。因此，我们提出了一种制备方式，也就是在块材钙钛矿上生长单晶钙钛矿薄膜，这与SOI的研究思路差不多。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：对于通过VIA连接的多层结构，是否需要对表面进行特殊的处理，来避免不同层之间的交叉与串扰问题？现在最薄可以到什么程度？A2：我们现在采用硅橡胶作为封装层，它具有很高的击穿电压，并能够满足需求。下一步，我们进一步降低硅橡胶的厚度，使其具有更好的延展性与拉伸性，我们也正在对此展开研究。对于提到的四层的可拉伸系统，整体厚度为1 mm，这主要是由于商用元件的厚度限制，如果不考虑商业成本，那么其厚度可以进一步降低，达到几百微米、甚至小于百微米的级别。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：多层系统的功耗如何？是否可以使用生物燃料电池或者电池作为能量源？A3：如今，能量源是这个领域的巨大挑战，对我们而言，我们的创新点是多层器件的制备，所以现阶段仍然采用电池作为能量供给。我们同样可以使用生物燃料电池，但会存在不同系统之间能量匹配的问题。对于生物燃料电池，我们制备了1mW/cm2的器件，同样，Caltech的高伟教授近期提出了一种更高功率的生物燃料电池，他们都具有广阔的应用前景，当然，也可以采用太阳能电池或者其他能量源作为能量供给。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：通过超声监测皮肤界面下的血压，它是否可以与其他商用器件相兼容？现阶段有很多类似的智能手表等产品，但是并不能持续可靠工作，您对此有何评论？A4：的确，现在有很多商用化的智能可穿戴产品，最大的挑战在于，现阶段的很多产品，例如欧姆龙血压计，只能提供低压与高压两个静态数据，并且需要佩戴在胳膊上使用。当你在测试的时候，需要静止不动。然而，我们的产品就不存在这些限制。并且我们的产品与这些商用器件相兼容，可以利用我们这种贴片替代商用器件的监测电极。虽然可能需要保留电线，但是这些电线并不是一个核心问题，我们可以通过无线天线去传输数据，最后集成到健康智能平台进行后续处理。（ ）
选项：
A:对
B:错

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：在您的工作中，您将超声贴片佩戴在身体的不同区域，而不同的区域得到的血压强度有所差异，这种测试方式会改变血压的参考标准吗？A5：是的，这些是当我与合作者研究时了解到的。人体是一个非常非常复杂的系统，就像一个复杂的电路系统，以此进行类比，血压就像是电路中的电压，血流就像是电流，不同的血管具有不同的电阻，而心脏则是能量供给端。当你测试不同区域的电压时，电阻越大，电压就会越高。另一方面，血压取决于身体的姿态，当你在走路、静坐或者平躺时，血压都会有所区别。对于这些问题，我们都需要不同的测试方法、测试区域与测试手段。现阶段还没有商用的相关产品，希望借助于我们现在的研究产品，能够对这个领域产生影响。（ ）
选项：
A:错
B:对

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6：现阶段，金、银、铂和其他贵金属被广泛应用于可穿戴的皮肤电子产品中，这可能会限制这类可穿戴电子的广泛使用，并使价格居高不下。是否可能通过采用一些导电薄膜来替代上述的材料？A6：的确，在实验室阶段，我们不太需要考虑这些，但是当进行商业化应用时，价格成本就是一个很关键的因素。对于贵金属来说，它们具有规模化生产、可重复性与稳定性的潜力，贵金属在溅射、蒸镀等微纳加工手段中具有较好的稳定，并能保证加工过程中的均一性与可靠性。而对于薄膜材料来说，稳定性问题仍然是一个挑战。我们正致力于研发相同级别的可控的、低成本工艺。（ ）
选项：
A:对
B:错

7、判断题：
以下说法正确吗。Q7：对于柔性电子器件，如何权衡柔性与机械性能之间的关系？如何在增加机械稳定性的同时保证器件的柔性，尤其是在与处理电路配合的条件下?A7：这个问题实际上是如何在软、硬界面之间实现最小化的应力分布，即处理电路芯片与软的硅胶聚合物封装层之间存在机械性能不匹配的问题，如果不降低应力分布，会导致器件分层和失效。近年来，一些研究人员对此展开了研究，例如采用梯度结构来缓解器件从刚性到柔性的急剧转变。在我们的工作中，则是将这类电路芯片嵌入流体或者超软聚合物之中，使得芯片半悬空与衬底之上，来降低应力分布不均造成的影响。（ ）
选项：
A:对
B:错

第十七章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：柔性机器人研究中会不可避免地涉及到变刚度问题，而目前变刚度材料和结构的研究各有利弊，能否预测变刚度研究的未来发展趋势？现有的变刚度理论中，最有潜力的变刚度理论是哪种？A1：机器人设计中，会涉及到机器人某些部位刚度的不断改变。实际上，现有的变刚度技术有很多，例如可以采用增加材料黏合剂等实现刚度变化，也可以选用特殊材料如液态金属，通过改变温度条件进一步改变其刚度，而我正在探索的领域中涉及一种特殊的铁磁软材料，通过施加外部磁场，可以使材料硬度发生数量级改变，它的优势在于可无线操控系统的刚度变化，不受温度等条件限制。总之，未来变刚度技术的发展存在多种可能性。我的建议是：1.明确设计目标和需求；2.选择最适合的技术集成到系统中，开发新技术也许是极具挑战的，也可以从现有的技术中选择集成；3.考虑自己是进一步开发新技术还是直接利用现有的技术。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：生物胶水在医疗应用环境下如何平衡其降解和黏附能力？A2：如何平衡水凝胶黏附性和降解能力取决于具体的应用场景。如果要确保某些器官能维持几年运作，设计时就需要降低水凝胶降解能力，保证它在有效期间内不被降解；但如果生物水凝胶仅需工作一个星期，一个星期后人体组织需要生长，生物水凝胶需要消失，那么就需提高水凝胶的降解能力，使之短时间内可降解。因此，在系统设计时，应根据应用需求，结合相关机理，设计需要的目标系统。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：如果水凝胶作为人机接口用于监测皮肤的表面电荷信号，应如何解决可能导致的皮肤过敏和辐射问题？A3：这取决于真正的应用需求。如果考虑到器件的辐射，透气性等因素，可以在生物胶水的基础上加入多孔结构设计，以满足透气性要求。（ ）
选项：
A:对
B:错

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：在3D打印技术中，如何平衡软材料的选择和加工成型时间与成本方面的相关问题。A4：研究过程中，首先要明确目标设计存在的挑战和真正需求，紧接着明确研究机制是什么，现有的挑战尚缺乏哪些基本机制？再是材料的选择，一般需要选择便于使用、成本低、可大批量生产的材料；特别地，如果试图开发医疗相关材料，只能选择FDA、CFDA认可的材料。而制造方面，以3D打印为例，打印材料的合理设计至关重要，需要设计该材料的流变特性，保证材料流变性能最佳，能够满足3D打印需要，以保证材料的挤压成型。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：使用生物胶水时，如果黏附位置存在偏差或黏错位置，能否把它拆下来或重新调整？A5：答案是肯定的。由于生物胶水的黏附是基于机械黏合而非共价交联，它的黏附性是可逆的。通过良性触发可轻松将错黏的生物胶水剥离受创基体，并且可以重新放置生物胶水于目标位置，不会影响其黏附性和受创基体愈合。（ ）
选项：
A:错
B:对

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6： 影响抗脱水水凝胶的最重要的影响因素是什么？其水分可维持多长时间？A6：影响抗脱水水凝胶最重要因素是渗透性，第二个因素是黏合力。而水分维持时间则取决于应用需求，可根据基本机理进行设计。（ ）
选项：
A:对
B:错

7、判断题：
以下说法正确吗。Q7：柔性机器人实现自由控制所需的磁场强度是多少？需要哪些相关设备？A7：为了实现机器人的自主导航，我们课题组采用的磁场强度范围是50mT~80mT。至于设备需求，现有的商业设备是可行的，例如已有公司出售磁场控制仪。我始终相信科技是相互融合的，目前尚未发现其内在壁垒，当然你也可以设计自己的机器人，实现技术突破。（ ）
选项：
A:对
B:错

8、判断题：
以下说法正确吗。Q8：快速黏合贴片非常有趣且利于外科手术操作，它是否会影响伤口的正常愈合？基于此类生物胶水，能否实现其多功能集成，如传输生理信号至PC端？A8：首先第一个问题的答案是肯定的，这种生物黏合贴片可以加速伤口的愈合。相比使用手术缝线造成伤口的再次损伤，快速黏合贴片无需任何药物辅助，仅靠机械黏附机理便可实现伤口的自动快速愈合。第二个问题，生物水凝胶能否耦合其他功能，实现生物水凝胶的多功能化集成，答案也是肯定的。例如，将药物传输功能集成到生物胶水中，然而，这个观点面临的挑战是——如何将药物精准的传输到目标区域。例如，将伤口缝合技术集成到生物胶水中，可避免传统缝线技术对伤口造成的更多损伤，甚至微创手术时可贴附生物胶水至伤口处实现伤口的无创缝合。最后一个问题是有关未来发展的，现有的植入式人机接口存在诸多缺陷，未来人机接口的发展甚至可以消灭现有冗杂的接口，利用贴片式生物胶水实现人机通讯，同时赋予该生物胶水接口电气功能、光电功能和化学功能等。需要注意的是，未来的柔性机器人只是一个单纯的辅助设备，协助医生救死扶伤、改善人体健康状况等。（ ）
选项：
A:错
B:对

第十八章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1:液态金属传感器近年来获得了长足的发展，足底温度在糖尿病足的发展中也是一个重要的生物标记物，能否用液态金属传感器来测量温度变化？即便仅仅考虑测量压力的变化，温度是否也会对测量结果造成影响？A1: 温度确实是糖尿病足中非常重要的一个指标。但是我们其实并没有仔细考虑过这个问题，因为我们的传感器在设计之初就是给已经出现足底坏死，或正在康复中的患者使用。所以我们可以个性化地将传感器设置在患者的患处。温度在预防足底坏死的发生上会是非常好的一个参考指标，它可以用来预测即将坏死的部分，这一点对我们来说也非常有意思，但是目前我们仅在已经出现坏死的患者中进行测试，所以单单测量压力对我们来说已经足够了。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：在肿瘤的个性化医疗中，你是否有成功的案例可以分享给大家？它的花费大概是多少？以及什么样的医院可以进行这样的测试？A2：实际上在十五年前我们最开始进行循环癌细胞相关的研究的时候，我们只是考虑进行循环癌细胞在单位体积血液中的计数，希望以此来进行肿瘤分期。后来整个领域开始了对循环癌细胞的测序工作，也就是从基因层面来研究循环癌细胞当中的一些突变现象。我们也开始了相关的研究，尤其是那些可以被药物靶向的突变。在之前的报告中有两个类似的例子，肺癌中的ALK突变及乳腺癌中的HER2扩增，这两个突变都是可以被药物靶向治疗的。我们在临床研究中也确实可以在循环癌细胞中检测到ALK和HER2突变，一旦我们能够知道这些突变信息，我们就可以知道哪些患者可以从相应的药物治疗中获益，对症下药。价格的话，测试本身大概在一百多美元左右，现有FDA批准的系统测试费用大概是800-1000美元，但是使用我们的系统的话费用会低很多。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：对于一位教授来说链接实验室研究和商业化是非常有挑战的，你是怎么做到自己职业生涯的平衡以及你是如何管理你的两个团队的？A3：其实我的学生现在也在听这个讲座，我每周都会跟他们开一个大组会。我把研究组分成了不同的小组，一个是做力学生物学的，一个是做微流控的，以及一个做传感器的小组。我给了学生们很大的自由去尝试不同的东西，在文章发表方面也不会给他们很大压力，以确保他们做的实验都是精心设计过的，并且实验结果都准确可靠的。对于一项技术，如果我觉得它的发展很有前景并且可被商业化，我会考虑更进一步把技术变成产品。然后我们会考虑是自己成立一个初创公司，还是将专利授权给别的公司。整个过程的话，我们最开始会从基础研究开始，然后评价成果是否能够解决一个重要的问题，并能够被商业化。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4: 关于在医院里使用的分离和培养癌细胞的设备，你们是否有中国大陆的代理商？以及设备的花费大概是多少？A4: 关于体外培养循环癌细胞的装置目前还没有，我们仍然在新加坡进一步优化它。目前对于它在乳腺癌中的应用我们非常有信心，我们已经在400多份临床样品中进行了验证，现在我们正尝试在各种不同的癌症中论证它的作用，胰腺癌是其中一个，肺癌是另外一个。因为对于不同种类的癌症我们的操作流程也会不一样，这样的优化会花费很长的时间。我们目前确实没有着手考虑把它投向大陆市场的问题，我们今后会很乐意这么做，不过目前我们还是在探索这个装置在除了乳腺癌外不同类型的肿瘤中的应用。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：您研究了很多整合微流控系统的应用，能否评价一下将微流控和可穿戴传感器整合在一起的优势？A5：我们选择和微流控结合，最初是因为我们擅长微流控。后来我们花了很多精力发展基于微流控的传感器，这当中有利也有弊。首先，当我们采用微流控的时候，基本上很难做到非常薄的传感器，比方说John Rogers还有其它几个实验室发展出了非常薄的可以直接贴合皮肤的传感器。不过这一点其实我们并不担心，因为当我们在和用户谈论的时候，发现他们更希望这些产品有一定的厚度以便更好的抓取以及从表面掀起。它的优点的话，主要来自于液态金属，它本身灵敏度很高，且可以轻易被延展以及弯曲，它能够被用于同时获取多个维度的形变信息（拉伸，弯曲，扭转等）。而对于太薄的材料，如果弯曲的话，可能信号将较难获取，所以这些传感器其实各有各的优点和缺点。（ ）
选项：
A:错
B:对

第十九章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：关于智能胰岛素贴片，如何针对不同人群，实现个体化设计？A1：我们公司正在对智能胰岛素贴片进行进一步的优化，为之后的临床测试做准备。目前的设计方案是实现每天一片，或每天两到三片就能有效地控制血糖浓度在正常范围。在贴片使用的初始阶段，针对不同的人群，我们会结合实时的血糖测量来找出最优的药物剂量。目前我们已经研制出了便捷高效的智能胰岛素贴片制造技术，该技术可以很容易地有针对性地制备出不同胰岛素剂量的贴片，为个体化贴片提供了可能性。（ ）
选项：
A:对
B:错

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：如何在学术研究和产品转化中寻求平衡？其中最大的挑战或者阻碍是什么？A2：学术研究是创新的基石，是产生新想法新技术的地方。为了让这些新技术新平台能够实现他们的价值，产品转化是个非常重要的过程。当然作为一名大学老师，我的首要任务还是教学，培养学生，进行学术研究，我很荣幸能够有一个创新的科研团队来不断产生新想法。与此同时，我也非常幸运能够拥有一个优秀的公司团队来致力于产品转化。之所以我更倾向于成立自己的公司来进行产品转化，临床测试等等，是因为我对于自己研发的新的体系更了解，对于其中的技术难点以及创新点的认知更为深入，更利于产品的进一步优化改良。关于挑战或者阻碍，我还在不断地进行知识扩充和自我提升，还有很多自己未知或者不了解的领域。比如一开始公司建立的时候，我需要了解很多新的知识体系，新的术语名词，包括专利、临床测试、时间规划等。这时候，人才的力量很关键。从创新到转化，关键在于能找到把这个空隙弥补的人才，在北卡大学任职期间，我创建了一个生物医药“创新转化”（Translation Innovation “TraIn” Program）学位项目，致力于培养此类人才，熟知一些科技基础知识，同时又具备商业/管理的才能，以帮助促进实验室的成果转化。（ ）
选项：
A:对
B:错

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：关于智能胰岛素贴片的临床转化，目前关键点是什么？A3：一个方面我们仍然在不断地研发新的体系，为之后的产品升级做准备。另一方面，我们也在积极地与FDA进行交流，准备相关IND（Investigational New Drug Application）文件。获得批准之后，我们会马上开展临床一期测试，包括志愿者招募等。我们同时也在积极联系有意向的投资方，资助我们的临床测试。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：我母亲患有糖尿病，非常期待你的智能胰岛素贴片。请问该产品已经通过FDA批准吗？多久可以商品化？A4：我也经常收到很多来自糖尿病患者的来信，表达了对我们智能胰岛素贴片的支持和期待。该产品还在测试阶段，我们会尽我们最大的努力，早日实现FDA批准以及商品化。如果所有临床测试阶段都顺利的话，希望能在几年之内得到批准。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：微针贴片科技展示了很多很好治疗效果，微针贴片的制造过程如何呢？A5：目前有很多制造方法，我们也研发了一种非常便捷、可控、快速的微针制备过程，主要是通过光引发原位聚合反应。该方法也非常有利于之后的商品化。（ ）
选项：
A:错
B:对

第二十章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：这些纳米针阵列能否用于研究细胞培养过程中细胞的机械行为？A1：是的，当然可以。这主要取决于制造纳米针的材料。在我们的工作中，通常使用氧化铝或金属材料制造纳米针。这些材料坚硬且不易变形，因此这些纳米针，通常不用于研究细胞的机械行为。但是，纳米针也可以使用一些柔软的材料来制备。目前，我们已经开发了一种使用倒模成型技术来制造PDMS（聚二甲基硅氧烷）纳米针。PDMS具有很大的柔软性，因而很可能会用于细胞力学研究。实际上，我们已经在探索使用PDMS 纳米针来研究心肌细胞的机械搏动行为。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：对于细胞的纳米针电穿孔，目前能运用于多少种细胞，效果如何？A2：目前，我们测试的大多数细胞都是癌细胞。我们已经测试了大约6或7种癌细胞，包括hela，MCF-7，CHO细胞、PC细胞等。现在我们尝试将我们的系统用于原代细胞类型，包括神经细胞或免疫细胞。但是在这个方向，DNA传递到原代细胞中的效率非常低。而且，在诸如T-cell或dendritic cell等细胞上，我们也进行了一些电穿孔转染测试，但目前还没有成功。因此，我们会继续探索一些优化方法可以来提高穿孔效率，比如调整电场条件，或者还可以更改表面修饰以增强细胞与电极间的相互作用。电穿孔需要细胞与纳米针的界面非常紧密，使得电场可以更好地排布在细胞膜上，因而细胞界面修饰非常重要，我们可能需要在纳米针上进行更多的修饰优化。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：能否评价一下您的纳米针的机械强度和生物相容性？A3：关于纳米针的生物相容性，我们一直在研究纳米针是否会影响基因表达。当在纳米针上培养细胞时，实际上我们发现基因表达几乎没有变化。同时，我们还发现，如果仅仅在纳米针上培养细胞，针没有穿透太多细胞。这一定程度上能解释为什么在纳米针上培养细胞，但细胞行为没有发生太多变化。然而，在施加电脉冲穿透细胞膜后，基因表达会明显地发生变化。因此，在这种情况下，如果仅在不施加电脉冲的情况下在纳米针上培养细胞，那么生物相容性就非常好。如果你想使用电脉冲在细胞膜上开孔，那么就需要考虑安全问题。在我们的工作中，每天将电脉冲施加到细胞上的周期不超过8个，因此没有连续在细胞上开孔，而是“细胞膜开孔-等待细胞休息约一小时-再次开孔”。至于纳米针的机械强度：我们的纳米针是使用一些坚硬的材料制成的，这些材料不易变形，因此纳米针在培养细胞时仍可以保持较好的机械强度。但是，我们也从实验中发现：相较于在培养在平坦的基板上，培养在纳米针上的细胞，基因表达较少，细胞运动行为也较为缓慢。（ ）
选项：
A:对
B:错

第二十一章 单元测试

1、判断题：
以下说法正确吗。Q1：与汗液传感器相关的研究工作能否应用于其他非侵入式的生物体液的研究（如眼泪、唾液等）。与其他体液相比，汗液有哪些优点和缺点？A1：显然，这种针对汗液的生物传感器也可以用于其他的体液研究之中，以皮质醇为例，我们利用传感器在汗液/血液/唾液中都进行了检测，显示出了良好的效果。现阶段，血液中的相关物质含量仍是标准化的检测手段，但并不是所有人都接受扎针抽血，而唾液则极易受到食物等因素的影响，并且对于一些病人来说，唾液难以采集并容易受到污染。相比之下，汗液可以通过离子导入法等方式刺激而产生，相关监测则更为简便易行且高效，，展现出了综合的应用前景与优势。（ ）
选项：
A:错
B:对

2、判断题：
以下说法正确吗。Q2：不同的激光诱导石墨烯化学传感器的可重复性如何？是否有必要在每次使用之前都进行校准？A2：我们采用这种方法制备了大面积重复性好的可穿戴传感器件，通过进一步修饰电极，传感器具有非常低的探测极限。这种直接通过激光诱导产生电极的方法具有很好的可重复性，当然这也与使用的激光机本身有关，好的激光机加工能力强且成本可控。（ ）
选项：
A:错
B:对

3、判断题：
以下说法正确吗。Q3：在人体实验中，汗液流速和其他因素是否会影响汗液传感器的性能？A3：我们设计了一种汗液流速传感器，可以实时得到流速信息。同时，研究发现，流速会影响汗液中一些生物标志物的分析，但是另一部分生物标志物的含量，则与流速无关。将流速引入传感检测，毫无疑问可以提供更为全面的生理信息，并实现更为精确可靠的校准方法。例如，前面提到的尿酸与皮质醇的研究，我们发现它们在汗液与血液中的含量具有高度关联性，如果我们进一步将流速信息引入进来，就会校准得到更为准确的信息。（ ）
选项：
A:错
B:对

4、判断题：
以下说法正确吗。Q4：如何降低可穿戴汗液传感器的成本，让更多的人有机会使用？A4：现在我们的可穿戴汗液传感系统，主要包括电路部分与传感两个部分。其中，电路部分是可以重复利用的，成本大约在25-30美元之间。而传感部分采用的是一次性的传感贴片，可以通过大面积工业化制备来降低成本，如常用的激光加工、丝网印刷以及卷对卷印刷工艺，能够同时进行上百个传感单元的制备。（ ）
选项：
A:错
B:对

5、判断题：
以下说法正确吗。Q5：基于酶的电化学生物传感器存在一定的限制，例如昂贵的价格、不稳定的性能，那么非酶的生物传感器是否可能被广泛利用？A5：显然，基于酶的电化学生物传感器是存在稳定性的问题，并且酶会受到温度等因素的影响，酶的活性也会随时间逐渐降低。但是考虑到我们采用的是一次性的传感器件，并不需要它们连续工作几个月甚至几年。同时，酶的活性并没有那么的差，一些植入式的葡萄糖传感器同样采用酶介质，可以在体内连续稳定工作几个月。因此，通过工业加工制造的方法，酶的成本可以进一步降低且保持可靠的工作能力。另一方面，对于非酶的生物传感器，它们的工作环境可能更为苛刻，譬如需要高的pH，且选择性较差。因此，基于酶的电化学生物传感器仍是现阶段较为可靠的选择。（ ）
选项：
A:错
B:对

6、判断题：
以下说法正确吗。Q6：在你的研究过程中，你会选择什么分子作为标记物来监测哪些疾病？特定分子的浓度有什么限制吗？A6：这就与我们如何开展项目研究有关，我认为最重要的一点在于，当我想制备针对某一特定物质的传感器时，我会与合作者讨论。有时候我觉得很重要的生物标志物，合作者却觉得它们在一些疾病治疗或者临床应用上并不重要，那么我们就会更关注与临床治疗关联密切的生物标志物。同时，一些生物标志物的浓度很低，这就对生物传感器提出了更高的要求，选择合适的传感器件与检测方法就显得非常关键。（ ）
选项：
A:对
B:错