这项原创研究成果来自聚合物分子工程全国重点实验室，复旦大年夜学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先辈材料实验室彭慧胜、陈培宁团队。该“纤维芯片”的信息处理才能与一些经典贸易芯片相当，且具有高度柔嫩、适应拉伸扭曲等复杂形变、可编织等独特优势，有望为脑机接口、电子织物、虚拟实际等将来家当供给关键支撑。
此前，研究团队已经在国际上率先提出“纤维器件”新概念，并已创建30多种纤维器件，相干成果7次登上《天然》，部分技巧让渡给国内头部企业，率先建成发光纤维、纤维锂离子电池等产线，初步实如今汽车、服装等范畴的应用。
但要实现纤维器件的更大年夜范围化应用，必须霸占“芯片”的核心技巧壁垒，包含空间限制、光刻适配以及稳定性挑衅。
更关键的是，其制备工艺与现有成熟光刻工艺有效兼容，为范围化制造打下基本。团队应用等离子刻蚀技巧将其外面粗拙度降至1纳米以下，达到贸易光刻请求，打破了“芯片只能刻在硅片上”的传统认知。
以前的芯片开辟依托于硅基，如安在高分子材料上开辟出芯片？为此，研究人员另辟门路，参考了“卷寿司”的设法主意，不局限于纤维外面，构建了螺旋式多层电路，极大年夜晋升了空间应用率。按实验室1微米光刻精度推算，1毫米长的纤维今朝可集成1万个晶体管，与一些贸易医用植入芯片相当；1米长纤维的晶体管集成量，可达到经典计算机中心处理器程度。在纤维内部构建螺旋式多层电路，理论上，1毫米长的纤维可集成约1万个晶体管。经由多年攻关，团队最终实现了每厘米10万个晶体管的集成密度。
复旦大年夜学纤维电子材料与器件研究院高分子科学系陈培宁传授表示：“我们欲望这种新的研究思路能给芯片家当供给一种新的借鉴，有可能向别的一个赛道去成长。”他还称，将来可穿戴是一个重要的偏向和范畴，纤维是一个异常幻想的载体。
“纤维芯片”并非为了代替传统硅基芯片，而是开辟了全新的应用路径，其优势在于极佳的柔韧性与集成度。这种新型芯片材料柔性极佳，能曲折、拉伸、扭曲，甚至经得住十几吨卡车碾压，按工业标准水洗数十次后机能依然稳定，在100℃高温下也能正常工作。
基于“一根纤维就是一个微型电子体系”的设计理念，在单根纤维上就可集成供电、传感、显示、旌旗灯号处理等功能。这意味着无需外接处理器，基于纤维芯片就能编织柔嫩、透气的电子织物。这为将来的贸易化应用供给了极大年夜的想象空间——比如将来的衣服可能变身“智能显示屏”，实现动态像素显示；在长途医疗机械人手术等场景中，纤维芯片还可制成智能触觉手套，精准模仿不合物体的力学触感，晋升人机交互体验。
复旦大年夜学先辈材料实验室博士研究生王臻表示：“应用这种全柔性的纤维智能交互手套，可以在长途手术操作的时刻，让医外行的触觉加倍灵敏，不会受到硬质模块的干扰。今后脑机接口植入后，也不须要任何的外部设备，可以自立实现数据的收集、运算以及分析，最终和大年夜脑形成闭环。”
这一芯片材料范畴的冲破也让医疗器械开辟者为之惊喜。微光医疗开创人CEO朱锐对第一财经记者表示：“纤维芯片将来有望改变植入医疗器械的规矩，把电路和旌旗灯号传输集成到一个纤维材料上，将极致紧缩体积，这是为生物体内器械植入量身打造的。”
发表评论 取消回复