Small materials yield big innovations
白武斌的实验室开发了下一代医疗设备，比如用于健康监测和药物输送的可穿戴无线贴片.
Robots that mimic human skin. A wearable patch for wireless drug delivery. A device that can communicate with brain cells in petri dishes.
这些未来的创新听起来像科幻小说，但它们是真实的项目 Wubin Bai. 作为博彩平台应用物理科学的助理教授, 他的工作是用软材料和纳米材料制造下一代医疗设备.
他说，软材料是“任何我们能用手变形的东西”. 这些包括泡沫、凝胶、液体、塑料和生物材料，如器官和细胞. 纳米材料是尺寸小于100纳米的微小颗粒. Cell components, DNA and proteins are nanomaterials.
白教授的实验室专注于将人工材料和生物材料结合起来，创造新的医疗设备. 他有物理学和材料科学的背景，并与临床医生一起工作, biologists and other scientists to create these innovations.
“我想了解卫生保健和生物学领域存在的挑战，”他说. “These enormous fields are a gold mine for us to explore.”
白的皮肤贴片可以测量血氧水平、心率、呼吸和血压. (Alyssa LaFaro/UNC Research)
Improving treatment and patient monitoring
Among Bai’s many projects is a wireless patch that delivers drugs to patients using a smartphone or computer. About the size of a Band-Aid, 该贴片包含微针，可根据需要将药物输送到患者体内.
Bai and his collaborator, pharmacologist Juan Song, 我相信这个贴片可以同时施用多种药物, making it useful for diseases like Alzheimer’s and HIV, which require a combination of drugs to treat.
Another is a pulse oximeter that can provide more effective readings for patients of color. 因为在这些装置的创造中只考虑了一小部分肤色, some readings can be inaccurate.
“因此，我们正在设计一种包含广泛光源的光谱仪，以考虑多种肤色,” Bai says.
Bai’s lab has also created wireless, wearable patch for deep tissue monitoring 这使得医生可以实时跟踪病人的生命体征，提高病人的舒适度. 目前的深层组织监测器通常需要使用超声技术植入.
“我们可以把它放在脖子附近，监测咳嗽和喉咙肿胀，而不需要任何痛苦的插管措施,” he says.
Accessing hard-to-reach places
Bai and his collaborators in biology, 生物医学工程和化学也在开发用于体内的技术：模仿人类皮肤的机器人.
这种电子皮肤使用银纳米线和导电聚合物来感知周围环境并根据需要进行调整. It can mold to the organs it’s treating, administer treatments like electrical signals, and measure blood pressure, bladder volume and more.
E-skin could be a game-changer for risky procedures. 这就是为什么白还与卡罗来纳州的遗传学家杰森·斯坦合作, 他在培养皿中创造了三维细胞结构——被称为类器官——用病人的真实脑细胞来测试药物，以确定治疗脑部疾病的最佳方法.
白的一些小设备：一个可穿戴的贴片来映射皮肤力学（左上）, 一系列使用二维材料的多模态晶体管（中）和一组微电极来记录大脑类器官的活动. (Alyssa LaFaro/UNC Research)
Training the next generation
在博彩平台的三年里，他培养了大批年轻的研究人员. 他指导着其中30多人，从高中生到博士后研究人员.
“他们提出的观点和想法往往不受该领域先前研究的影响或塑造,” he says. “这些令人耳目一新的，有时是打破常规的想法可能会在我们的研究中带来令人兴奋的创新.”
白和他的学生都被这些项目的发展速度所激励. 用小型、可访问的设备创建强大的医疗工具推动了生产过程.
“我们的研究与广泛的社区联系在一起，可以转化为现实世界，”白说. “That motivates us to constantly provide new visions, 进一步革新医疗技术和改善医疗保健的想法和概念.”
