“我们从前做纺织品时，从未考虑过双股线和自然界的关系，完备是从实用角度去研发技能。但是，DNA 双螺旋的构造在纺织上利用了几千年，人类到现在还是广泛利用它，可能将来也不会改变它，而这也让我们感想熏染到了自然界的奇妙和它在纺织领域的映射。”将纺织双股线和 DNA 双螺旋构造“结合”在一起，是喷鼻香港城市大学生物医学工程系教授胡金莲的近期新创造。
图 | 胡金莲（来源：胡金莲）
近日，该团队在 Advanced Materials 揭橥了一篇论文，题为《用于表皮脉冲监测的具有类似 DNA 的双螺旋线的超快速反应/规复柔性压阻式传感器》（Ultrafast-Response/Recovery Flexible Piezoresistive Sensors with DNA-Like Double Helix Yarns for Epidermal Pulse Monitoring）。
图 | 干系论文（来源：Advanced Materials）
在纺织上，双股线十分常见，同时也是基本构造之一。在研究过程中，胡金莲创造双股线的构造非常好用。后来他们遐想到，该构造跟 DNA 是一样的。研究中，他们紧张达成了如下两个目标：其一，办理了纺织材料运用于压力传感器的规复滞后性；其二，开拓了在中医号脉等场景下所须要的压力传感器。
（来源：Advanced Materials）
一个“说来话长”的研究
喷鼻香港城市大学生物医学工程讲座教授张元亭是胡金莲的同事，也是做血压测定和心血管方面的专家。更早之前，他在喷鼻香港中文大学事情，双方有时会一起参会。
现在，张元亭在喷鼻香港科技园有很大的一个中央，政府拨款了几个亿，专门开拓与心血管有关的实时监控设备。对方拉上胡金莲一起互助，期间后者派出一逻辑学生去理解张元亭课题组希望办理的问题。获知他们须要丈量血压的压力传感器，胡金莲和学生做出几个版本，个中有一个版本的干系论文，在几年前就已揭橥。
由于是学习纺织出身，因此她紧张通过设计织物构造，来实现传感器的性能。后来，她找到一种纱线，测试了单根、双根、四股平分歧的构型，结果创造两股交织的性能最好，于是就用它来做压力传感器。
这种传感器紧张有两个上风：首先，在号脉时脉搏是高下不断跳动的，而且它的跳动的次数很频繁，这导致材料会经历变形-规复-变形的循环，利用双股线制备的传感器险些没有滞后性，这解释它的规复能力非常强。其余，由于号脉的力度不是很大，因此必须把传感器的相应掌握在力的范围内，这样它的效果才会比较明显，否则传感器的性能和滞后性都会发生变革。总之，这种传感器在丈量脉搏时是准确的，没有滞后性、并且可重复性较为突出。
（来源：Advanced Materials）
学生正在孵化干系公司
胡金莲表示，本次运用紧张和身体有关，将来也有望用在机器人上。可穿着设备最大的哀求，是要和皮肤贴合或者符合人的生理构造。首先，它要随意马虎变形，由于身体都是不规则的。其次，它须要特殊优柔。要知道，我们皮肤上有很多的传感器，轻微不匹配就随意马虎让人觉得不舒畅。
以前，人们可能会用一个硬的光电器件放在皮肤上，然后网络数据进行处理，这肯定是不符合身体需求的。后来涌现了柔性设备，它基本上是可以波折的。但这仍旧不足，于是又涌现了可伸缩材料。而纺织品可以适应多种形变，包括拉伸、波折、剪切，因此是研发可穿着设备空想型材料。
（来源：Advanced Materials）
在后续操持上，目前喷鼻香港城市大学已经成立了一个基金，胡金莲的学生也在成立公司。不过，他们只是做了一个传感器，如果要做真正可运用的器件，还须要更加全面的研究。比如，须要添加可靠的电极，把旗子暗记抽取出来进行处理，做以参数化之后再进行显现。由于该项目是喷鼻香港城市大学 HK300 的创新项目，不许可老师做紧张卖力人，以是胡金莲只是作为顾问和股东，详细是学生去操作。
“一条龙”地做研究
据悉，胡金莲是湖北人，28 年前来到喷鼻香港。在内地读完硕士之后也进入社会事情过，之后得到中英互助技能奖学金，被公派到英国去留学。拿到博士学位之后，她回到海内事情，先是在喷鼻香港理工大学事情，后来到喷鼻香港城市大学。目前团队大概 30 人。
学生时期学习纺织，并非源于凡人想象的“女孩子可能更热爱纺织”的常见情由。相反她说在读本科时，对纺织实在是没有什么觉得，而是更喜好科学。读大学时，适逢“十年动乱”刚过去没多久，条件也比较欠缺。学习纺织工程时，很多机器构造她都没见过。而在听课时，她以为这些东西都是人规定的，由于那时紧张学习怎么织布、学习机器的构造，以及设计事理和功能制造，以是她认为有点儿摧残浪费蹂躏韶光。
后来读硕士时，她选择了纺织材料学，由于纺织材料学和科学更加靠近。彼时，纺织材料学是一个相对分外的专业，而来到东华大学读硕士时（当时叫中国纺织大学），刚好有这个专业。在纺织专业中，她没学过工程类的知识，以是很难明得和推导。
但是对付纺织材料学，她可以通过阅读干系的书，去理解个中的内涵。学了一个定理就可以推出其它东西，而不须要研究那些机器。后来由于胡金莲是外校考进去的，学校就把她调处到纺织产品，这是纺织工程和纺织材料结合的一个专业。之后，她到英国去留学，也延续了这方面的研究。毕业后入职喷鼻香港理工大学，一开始教授纺织工程的课程，但是她做的科研险些全部都是材料方面的。
从纤维、到布、到服装，后来她又进一步往材料方向转，后又开始做高分子材料的合成。此外，喷鼻香港理工大学有纺织系，因此从纺织材料、到服装、再到发卖都是她的传授教化科研范畴。她说：“从高分子材料的合成，再到纺织成品的性能，我都是‘一条龙地’地做，这种经历是非常独特的，一样平常人是没有的。”
同时，这也和喷鼻香港的商业环境有关，当时她想做功能性聪慧织物，这种材料在喷鼻香港很有市场，干系公司也有很多。收到公司帮助之后，她就可以去喷鼻香港政府申请大项目，这种项目每每是从材料设计、到合成加工、再做成纺织品。做了几轮大项目，也让她和公司互助得特殊得心应手，公司也特殊喜好她。
胡金莲表示：“我没有把自己当作是一个女性教授，或者有什么劣势和上风，我没考虑过这个问题。基本上是该做什么就做什么，不卑不亢的。最主要的是，我对研究背景的高下游都很理解，并且可以把它们从头到尾有机地结合起来。”
比如，要开拓一个产品，首先得理解产品的哀求。这时，胡金莲会实事求是地去找出问题，进而探求办理方法。她说：“这些办理方法并不受纺织或高分子材料的限定，只假如我认为能办理问题的学问，包括纳米科技和生物医学最前沿的东西，我都乐意去学。”
目前，她有 50 个专利授权、30 多个在申请专利。在喷鼻香港，她是较早去申请专利的老师。1994 年，当时喷鼻香港的科研活动并不多。作为来得比较早的一批学者，她很生动并做了一些开拓性事情。比如，当时在大学里并没有老师去申请专利，干系的配套做事也没有。后来在她的努力下，学校开始建立知识产权办公室，乃至有副校长专门卖力。她说：“我见证了这一过程，也是最早参与的，同时还推动了喷鼻香港理工大学和喷鼻香港城市大学在专利方面的发展。”
不久之后有望收到商业回报
目前，胡金莲在喷鼻香港城大拥有一个可穿着医疗康健材料中央，研究方向包括服装材料和纺织材料等。详细来说有三个方向：第一个方向是中医和能量疗法，包括针灸和刮痧，电磁光等；第二个方向是蜘蛛丝仿生及其运用，第三个方向是稚嫩材料特殊是服装及生物质料。
“材料是我们的强项，”她说，“在做能量和中医疗法时，也会从材料出发。例如，刮痧板到底是用牛角好？还是用陶瓷好？借此我们也能研究材料和生物体之间的相互浸染。”
在家当孵化上，她表示：“我来喷鼻香港城市大学有两年了，组里学生拿到了三个商业化的项目包括一个天使基金，除了喷鼻香港城市大学的帮助之外，我们也拿到了喷鼻香港科技园帮助的两个项目。此外，我在喷鼻香港理工大学也有一个项目，这些项目都在孵化中，可能立时会有一定的效果和商业回报。”
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支持：大义
参考：
1、Chen, J., Zhang, J., Hu, J., Luo, N., Sun, F., Venkatesan, H., ... & Zhang, Y. (2022). Ultrafast‐Response/Recovery Flexible Piezoresistive Sensors with DNA‐Like Double Helix Yarns for Epidermal Pulse Monitoring. Advanced Materials, 34(2), 2104313.
