范智勇也认为,人人都能佩戴仿生眼的时刻,还远未到来。
“也许大概在 10 年之后,我们就可以通过佩戴类似于隐形眼镜一样的器件获得视觉增强的功能,可以看到红外线、紫外线,可以获得高分辨率、高解析度的图像,但要实现人人都可移植仿生眼的科幻梦,还需要很长时间,即使在技术上得以实现,也还需要考虑一些法律、法规问题。”
如今,他们已经制定了一个 10 年计划,5 年内完成体外实验和动物实验,之后 5 年完成人体实验。至于成本,范智勇认为,将取决于他们在未来 10 年中投入了多少资金,有多少人使用这项技术,而后者又取决于这项技术相比于美国和德国的技术是否更好用,“用的人多了,单个成本也就低了。当然,我们可能会成功,也可能会失败。”
但正是顾磊磊近几年在这一领域做出的基础性研究成果,让我们离实现仿生眼这一科幻梦更接近了一些。
“我来自不足 300 人的小山村”
顾磊磊出生在一个不足三百人的小山村,在他的印象里,那里有山无水、有草无路。“我的求学生涯开始于一座小庙改成的小学里,三个年级的二十个人挤在一个小教室里上课,教室与戏台共用一个院子,每年村里唱大戏时,因为院子会被来看戏的观众占满,我们就会被迫停课。” 但就算这样,顾磊磊还是冲出了小山村来到了上海,在复旦大学完成了 7 年的学生生涯。
“2010 年,范智勇教授来复旦大学做讲座,一个个精妙的想法、一个个新颖的器件完全颠覆了我的认知。硕士毕业后,我就加入了范教授的团队,从博士到博士后,一直在跟随范教授做仿生眼的研究。” 顾磊磊说。
从硕士开始,顾磊磊一直聚焦于一维纳米结构或材料的传感器研究,至今已经超过十年。“不同阶段都有不同的侧重点,总体趋势是在推动纳米线传感器向高性能、实用化的方向发展。”
硕士期间主要研究方向为一维纳米结构气敏传感器。在这时期主要研究单根纳米线器件的气敏性质。通过材料修饰、器件设计得到高性能气敏器件,但这些器件多为分立的单个器件。代表成就为制备了 ZnO/TiO 核壳结构高性能湿度传感器。
读博期间,开始注重集成这一问题,主要研究基于一维集成纳米结构的新型光电子学。“纳米线性能优越,文献中也报道了很多高性能纳米线器件,但由于缺乏有效的手段对纳米线进行排列集成,所得器件的密度低、器件与器件之间差异大,无法实用。” 为解决这一瓶颈问题,我开始直接生长排列整齐的纳米线阵列,并将其组装成集成的光电器件。”这一阶段的代表成就为制备了集成 1024 个像素点的基于三维纳米线阵列的图像传感器。