相信今天還能堅持看推送的都是......
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下面這一對才是你們的pick！
相信做柔性材料的對這對“Happily Married Couple”是非常熟悉的，他們從2005年開始合作，合作了15年，他們一起也發了15篇Nature、Science。奇物論編輯部整理了黃永剛院士和John A. Rogers一起發表過的Nature Science，供大家學習和交流（羨慕，好了，別YY了，這對是羨慕不來的）
1. Science:可拉伸形式的單晶硅，用于橡膠基材上的高性能電子產品
制造了一種可拉伸形式的硅，由亞微米單晶元素組成，這些元素結構成具有微尺度，周期性，波狀幾何形狀的形狀。當由彈性體基材支撐時，這種“波狀”硅可以可逆地拉伸和壓縮到較大的應變水平，而不會損壞硅。波的幅度和周期變化以適應這些變形，從而避免硅本身的顯著應變。直接與硅集成的電介質，摻雜劑圖案，電極和其他元素產生完全成型的高性能“波狀”金屬氧化物半導體場效應晶體管，p-n二極管和其他可用于電子電路的器件拉伸或壓縮到同樣大的應變水平。
Khanget al., “A stretchable form of single crystal silicon for high performanceelectronics on rubber substrates,” Science, v 311, pp 208-212, 2006.DOI:10.1126/science.1121401https://science.sciencemag.org/content/311/5758/208
已經使用導電有機材料開發了柔性電子產品，但是它們的性能比無機材料差很多。John A. Rogers和黃永剛等人已經開發出一種將硅的納米帶與塑料或橡膠狀薄基材結合在一起的方法，可以在不犧牲電子性能的情況下創建堅固，靈活且可彎曲的電子產品。其設計的關鍵特征是，電子設備層位于中性彎曲平面中，即使整個設備非常彎曲，該彎曲平面也幾乎不會受到應變。
Kimet al., "Stretchable and foldable silicon integrated circuits,"Science, v 320, pp 507-511, 2008DOI:10.1126/science.1154367https://science.sciencemag.org/content/320/5875/5073. Nature：基于可壓縮硅光電的半球形電子眼攝像機
人眼是出色的成像設備，具有許多吸引人的設計特征。其中最突出的是半球形檢測器幾何形狀，類似于許多其他生物系統中發現的幾何形狀，它利用簡單，少成分的成像光學元件就可以實現寬視場和低像差。由于已經存在用于制造這樣的系統的圖案化，沉積，蝕刻，材料生長和摻雜方法的固有平面性質，因此使用已建立的光電技術極其難以實現這種類型的配置。于此，John A. Rogers和黃永剛等人報道了避免這些限制的策略，并將其實現以產生基于單晶硅的高性能半球形電子眼攝像機。該方法使用以不尋常的二維可壓縮構造形成的晶圓級光電器件，以及能夠將最初用于制造該系統的平面布局轉換成半球形幾何形狀以最終實現的彈性傳遞元件。從一般意義上講，這些方法與對其相關力學的理論分析相結合，為將發達的平面設備技術集成到復雜曲線物體的表面上提供了實用的途徑，適用于傳統手段無法解決的各種應用。
Koet al., "A hemispherical electronic eye camera based on compressiblesilicon optoelectronics," Nature, v 454, pp 748-753, 2008https://doi.org/10.1038/nature071134. Science：無機發光二極管印刷組件用于可變形和半透明顯示器
開發出制造微型無機發光二極管（LED）并將其組裝并互連到不尋常的顯示和照明系統中的方法。LED使用專門的外延半導體層，可以描繪和釋放大量超薄器件。平面或“波浪形”形狀的尺寸可能從微米到毫米，形狀多樣。基于印刷的組裝方法可以將這些設備以任意空間布局以及可能比生長晶片大得多的區域沉積在玻璃，塑料或橡膠基板上。這些LED的薄型幾何形狀使它們可以通過常規的平面處理技術相互連接。以這種方式形成的顯示器，照明元件和相關系統可以提供有趣的機械和光學特性。
ParkS-I, Xiong Y, Kim R-H, Elvikis P, Meitl M, Kim D-H, et al. Printed Assembliesof Inorganic Light-Emitting Diodes for Deformable and Semitransparent Displays.Science. 2009;325(5943):977-81.https://doi.org/10.1126/science.1175690
機械學和材料方面的最新進展提供了通往集成電路的途徑，這些集成電路可以提供傳統的基于剛性晶片的技術的電性能，但具有被拉伸，壓縮，扭曲，彎曲和變形為任意形狀的能力。以微結構和納米結構形式存在的無機和有機電子材料，與彈性體基底緊密結合，提供特別吸引人的特性，并具有通向復雜實施方案的現實途徑。于此，作者回顧了這些策略并描述它們在從電子眼球攝像機到可變形發光顯示器的系統中的應用。最后，對商業化的途徑、新設備的機會和研究的存在挑戰提出了一些看法。
Rogers JA, Someya T, Huang Y.Materials and Mechanics for Stretchable Electronics. Science.2010;327(5973):1603-7.https://doi.org/10.1126/science.1182383
報道了一類電子系統，其厚度、有效彈性模量、彎曲剛度和面積質量密度均與表皮匹配。與傳統的基于晶圓的技術不同，將這樣的器件層壓到皮膚上會導致保形接觸和充分的附著力，這種附著力僅基于van der Waals相互作用，而這種方式對于用戶而言是機械上不可見的。描述了包含電生理、溫度和應變傳感器以及晶體管、發光二極管、光電探測器、射頻感應器、電容器、振蕩器和整流二極管的系統。太陽能電池和無線線圈為供電提供了選擇。研究人員使用這類技術來測量心臟、大腦和骨骼肌產生的電活動，并表明所得數據包含足夠的信息，可用于不常見類型的計算機游戲控制器。
KimD-H, et al. Epidermal Electronics. Science. 2011;333(6044):838-43.https://doi.org/10.1126/science.1206157
現代硅電子學的一個顯著特點是它能夠保持物理不變，幾乎無限期地用于實際用途。盡管這一特性是當今集成電路應用的一個標志，但對于提供相反行為的系統來說可能是個機會，例如在醫學上有用的時間范圍內工作但隨后通過身體吸收而完全消失的可植入設備。報道了具有這種瞬態行為的硅基互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術的一整套材料、制造方案、器件組件和理論設計工具，以及集成傳感器、執行器、電源系統和無線控制策略。作為可編程非抗生素殺菌劑的可植入瞬態裝置提供了系統級示例。
HwangS-W, et al. A Physically Transient Form of Silicon Electronics. Science.2012;337(6102):1640-4.https://doi.org/10.1126/science.12263258. Science：可注射的細胞光電技術及其在無線光遺傳學中的應用
新的半導體設備技術可將發光二極管，硅設備，致動器和傳感器注入到生物組織（例如大腦）內精確控制的位置。Kim等展示了如何使用這些技術和光遺傳學技術對動物模型進行無線控制，為基本的行為神經科學提供新的見解。
KimT-i, et al. Injectable, Cellular-Scale Optoelectronics with Applications forWireless Optogenetics. Science. 2013;340(6129):211-6.https://doi.org/10.1126/science.12324379. Nature：設計靈感源自節肢動物眼的數碼相機
在節肢動物中，進化創造了一種非常復雜的成像系統，具有廣角視野，低像差，高運動敏銳度和無限景深。用節肢動物眼睛的半球形，復合布置布局來構造數碼相機的一個挑戰是，現有的平面傳感器技術或常規光學無法滿足基本的設計要求。于此，研究人員介紹了材料，力學和集成方案，這些方案為具有幾乎完整的半球形形狀（約160度）的節肢動物啟發型相機提供了可擴展的途徑。它們的表面密布著成像元件（人工眼），其數量與火蟻和樹皮甲蟲的眼睛相當。該設備將彈性化合物光學元件與可變形的薄硅光電探測器陣列組合成集成板，可以將其從平面幾何形狀彈性變形為半球形，以集成到并置相機中。成像結果和基于定量射線追蹤的模擬說明了操作的關鍵特征。這些一般策略似乎適用于其他復眼設備，例如受到飛蛾和草（（折射的疊加眼），龍蝦和蝦（反射的疊加眼）以及家蠅（神經疊加的眼）啟發的設備。
Song,Y., et al. Digital cameras with designs inspired by the arthropod eye. Nature497, 95–99 (2013).https://doi.org/10.1038/nature1208310. Science：傳感器、電路和無線電的軟微流控組件用于皮膚
微電子技術的進步已經產生了高質量的器件，可以進行密集的信號收集或傳輸。John A. Rogers和黃永剛等人展示了如何制造一種類似于可拉伸電路板的軟穿戴系統，其中電子元件通過漂浮在高粘彈性聚合物中的薄而曲折的導電跡線電橋接。建立了一個能夠在皮膚上進行多信號生理傳感的完整軟電路，可用于健康監測或新生兒護理。
Xuet al., “Soft microfluidic assemblies of sensors, circuits and radios for theskin,” Science, v 344, pp 70-74, 2014.DOI:10.1126/science.1250169https://science.sciencemag.org/content/344/6179/7011. Science：將材料和設備從2D彈出到3D
彎曲的，薄的，柔性的復雜三維（3D）結構可能很難在小規模的規模上制造。John A. Rogers、Yihui Zhang和黃永剛等人開發了一種巧妙的設計策略，用于復雜幾何3D介觀結構的微細加工，這種構想源自原始平面結構布局的平面外屈曲。力學上的有限元分析使設計兩個2D圖案成為可能，然后將其在多個點附著到先前應變的基板上。基板的松弛導致圖案化材料屈服和彎曲，從而產生其3D形狀。
Xuet al., “Assembly of micro/nanomaterials into complex, three-dimensionalarchitectures by compressive buckling,” Science, v 347, pp 154-159, 2015.DOI:10.1126/science.1260960https://science.sciencemag.org/content/347/6218/15412. Nature：用于大腦的生物可吸收硅電子傳感器
現代臨床醫學中的許多程序都依賴于使用電子植入物來治療從急性冠脈事件到創傷性損傷的各種疾病。但是，標準的永久性電子硬件充當了感染的病灶：細菌沿著經皮線形成生物膜，具有在體內遷移并引發免疫介導的病理組織反應的可能性。同時，相關的手術取回過程使患者遭受與再手術相關的困擾，并使他們面臨其他并發癥。于此，研究人員報道了用于大腦的可植入多功能硅傳感器在大鼠中的材料，設備架構，集成策略和體內演示，所有這些組成材料均通過水解和/或代謝作用自然吸收，從而無需提取。
Kang,S., et al. Bioresorbable silicon electronic sensors for the brain. Nature 530,71–76 (2016).https://doi.org/10.1038/nature1649213.Nature：用于光遺傳學調節末梢神經的無線閉環系統
快速發展的生物電子醫學領域旨在設計出通過刺激末梢神經系統從而緩解臨床癥狀的裝置系統。這類技術很大程度上依賴于電流刺激來提供器官功能/疼痛的神經調節。一個典型的例子是骶神經電刺激——用于治療膀胱過動癥，尿失禁以及間質性膀胱炎（也稱膀胱疼痛綜合征）。傳統的連續刺激方法可能導致不舒適和疼痛感，特別是治療間歇性癥狀時（例如突發性尿急）。將電極直接物理連接到神經上可能會導致患者受傷和產生炎癥。此外，典型刺激手段瞄準了較大的神經束，而神經束由多重結構組成，因此這些刺激不具有器官特異性。有鑒于此，華盛頓大學圣路易斯分校Robert W. Gereau IV和美國西北大學John A. Rogers等人設計了一種微型生物光電植入裝置，該裝置通過以下手段避免了上述問題：1. 利用微米尺度無機發光二極管來刺激視蛋白的光刺激界面；2. 允許連續測量器官功能的柔性高精度生物物理傳感器系統；3. 能使系統協調閉環運行，實時消除病理行為的控制模組和數據分析方法。在本文所報道的例子中，柔性應變儀可對小鼠膀胱功能進行實時監測；數據算法可以識別出病理行為，自動化閉環光遺傳學可對膀胱感覺傳入進行神經調節，使膀胱功能正常化。這種全光神經調節方案提供了長期穩定性和刺激特定類型細胞的潛力。
Mickle, A.D., Won, S.M., Noh,K.N. et al. A wireless closed-loop systemfor optogenetic peripheralneuromodulation. Nature 565, 361–365(2019)doi:10.1038/s41586-018-0823-6https://www.nature.com/articles/s41586-018-0823-614. Science：雙節點式無線表皮電子系統用于新生兒重癥監護
John A. Rogers等人在2019年發表在Science上的一項研究描述了一種柔軟的，類似于皮膚的電子系統，旨在解決這些未滿足的臨床需求。在NICU中的評估研究證實了可以對心率（HR），血液氧合（SpO2），溫度，呼吸頻率（RR）和脈搏波速度進行臨床準確測量的能力。
Chung, H. U. et al.Binodal, wireless epidermalelectronic systems with in-sensor analytics for neonatal intensive care. Science363, eaau0780 (2019).https://doi.org/10.1126/science.aau078015. Nature：皮膚集成的無線觸覺界面，用于VR和AR
美國西北大學黃永剛院士和John A·Rogers院士等人首次實現將復雜的觸摸感融合到VR和AR中。他們發展了一種無線，無電池的電子系統平臺和觸覺界面，能夠輕柔地層壓在皮膚的曲面上，以通過時空可編程的局部機械振動模式來傳遞信息。觸覺致動器通過無線供電和控制，以及能壓層貼合任何類型皮膚，使其具有低耗能和安全便捷性。
Yu,X., et al. Skin-integrated wireless haptic interfacesfor virtual and augmentedreality. Nature 2019，575, 473–479.https://www.nature.com/articles/s41586-019-1687-0
JohnA. Rogers 教授于1995年在麻省理工學院(MIT)獲得物理化學博士學位，曾在Bell實驗室擔任凝聚態物理研究部主任。從2003開始，Rogers教授在伊利諾伊大學香檳分校擔任材料科學與工程系講席教授。2016年起，擔任美國西北大學材料科學與工程、生物醫學工程和醫學學科Louis Simpson and Kimberly Querrey講席教授，并兼任生物集成電子中心創始主任。JohnA. Rogers 教授是美國國家科學院、美國國家工程院、美國藝術與科學學院、美國醫學院四院院士，同時是美國電氣和電子工程師協會(IEEE)、美國物理協會(APS)和材料研究協會(MRS)等多個權威科學協會會士。此外，他是復旦大學、浙江大學榮譽教授，瑞士聯邦理工學院榮譽博士。他曾獲麥克阿瑟天才獎(2009年) 、麻省理工學院的萊梅爾遜獎(2011年)、美國史密森尼物理科學創造力大獎(2013年)、蘇黎世聯邦理工學院頒發的蘇黎世化學工程獎章(2015年)以及美國機械工程師學會頒發的納戴獎章(2017年)。截止目前，John A. Rogers院士發表論文650篇以上，獲批或申請中的專利超過100項；其中70余項被他共同創立的大型公司和創業公司許可或積極使用。
黃永剛，固體力學家。現任美國西北大學冠名講席教授、歐洲科學與藝術院院士（2010），美國國家工程院院士（2017）、歐洲科學院院士（2017）、中國科學院外籍院士（2017），美國藝術與科學院院士（2020），美國科學院院士（2020）。黃永剛研究材料和電子器件的力學行為，主要科技成就包括:1) 開創了可延展無機電子器件領域：可延展電子器件能更好適應下一代電子產品便攜性、形狀可變性、人體適用性等需求，在健康醫療、軍事國防等領域有戰略性應用，是現代信息領域革新性發展方向。無機微電子材料雖可突破有機半導體材料性能瓶頸，但受變形易損和剛性基底制備的限制，使其可延展化極具挑戰。他基于力學原理原創出可延展無機電子器件的分形互聯導線、硅應變隔離設計等新概念，創立定量化設計理論和制備方法，使功能無機材料在器件大變形時保持很小應變，實現超過300%的器件延展率，極大拓展了器件應用范圍，開辟出電子眼相機、表皮電子等多種全新器件，相關專利被工業界用于研發生產多種柔性健康監測產品。2) 創立了基于微觀機制的應變梯度理論：傳統塑性理論無法解釋材料硬度在微納米尺度的變化。他創立基于微觀機制的應變梯度理論體系，成功解釋納米壓痕實驗尺度效應，成為該類實驗的技術標準，被來自54個國家幾百所大學、研究機構和公司所采用并廣泛應用于微納米力學性能測定。上述成果奠定并拓展了現代力學研究前沿，產生廣泛而重要的學術影響。目前，黃永剛教授出版了2本書和500多篇期刊論文，其中10篇發表在Science雜志上，5篇發表在Nature雜志上。其研究工作被ABC、BBC、Discover等媒體多次報道。自2010年以來所獲研究獎項包括ASME頒發的2010年理查茲獎、2013年德魯克獎章、2016年Nadai獎章以及2019年瑟斯頓講座獎，此外獲得獎項包括2017年工程科學學會普拉格獎章，2018年Bazant獎章，2019年美國土木工程師學會卡門獎章。
