就在大家都还在琢磨怎么把电脑芯片做得更薄、速度更快的时候,复旦大学的一个科研团队给大家整出了个大新闻。他们突破了老路子,竟然把高性能的电子电路编织进了一根柔软的纤维里。这个成果可是了不得,直接给我国在柔性电子和集成电路这块领地上立起了一块牌子。 说到这个项目,那得好好夸夸复旦大学纤维电子材料与器件研究院的彭慧胜教授和陈培宁研究员。他们带着团队花了好大劲,硬是把那些密密麻麻的晶体管装进了直径只有几十到几百微米的纤维里头。这事儿有多难?研究人员拿它跟“在头发丝里雕花”做比喻。他们克服了三个大难关:一是空间特别挤,二是纤维表面不平整没法精雕细琢,三是在弯来扭去的状态下电路还得稳得住。 面对有限的空间限制,研究人员没在表面瞎折腾,而是搞了个三维集成的技术。他们灵机一动,想到了螺旋结构的设计,把电路绕成一圈一圈地往里塞,这样利用率就高了很多。有了这技术撑腰,现在一毫米长的纤维就能塞进去一万个晶体管。跟咱们平时用的那些植入式医疗芯片比起来,这密度已经相当了不起了。 至于纤维表面粗糙的问题,他们又用上了等离子体刻蚀工艺,硬是把粗糙度给磨平了。这下可好了,纳米级别的平整表面就像一块上好的画布,让那些精密的加工技术能在这上头大展拳脚。 为了让芯片在水洗、弯曲的时候还能正常工作,团队还给电路包了层特别致密的保护膜。这层膜就像给电路穿上了铠甲一样结实耐用。 最后他们做成的纤维芯片里,每厘米能塞进十万个晶体管。更关键的是这个东西的制作过程跟现在的主流工艺很兼容,以后想大规模生产就方便多了。 跟以前那种硬邦邦的芯片不一样,这个纤维芯片软乎乎的,能随便掰折也不怕坏。更厉害的是它能把传感、供电、计算这些功能都集成到一根纤维上,搞成一个微型的电子系统。比如说咱们以后穿的衣服上就能集成这个芯片,不用再背个大书包就可以显示信息了。 在脑机接口这个大家都很关注的领域,这玩意儿也特别有用处。以前脑机接口的电极都得连到体外的大块头设备上,现在用柔软的纤维芯片直接和电极集成在一起,就能在体内或者体表同时采集信号、处理数据再快速反馈回去。 欧盟那边有个报告预测说,智能纤维和织物这块市场以后会大到万亿欧元级别。复旦团队这次搞出来的东西不光是给这个市场提供了个硬件的引擎,更是开辟了一条全新的技术路子。 从蚕丝到光纤,纤维材料的每一次改变都改变了人类生活。复旦这次把集成电路这种高科技塞进了古老的纤维里头,这是材料科学、电子工程还有信息科学深度融合的结果。这也体现了咱们科研人员敢于挑战旧规矩、敢闯新路子的精神。 这个时代正在加速到来:电子设备变得像衣服一样柔软好穿。这种柔性时代会给医疗健康、人工智能这些产业带来很大的推动力量。