復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在纖維電子領(lǐng)域取得重大突破，成功研發(fā)出具有革命性意義的“纖維芯片”。該成果突破了傳統(tǒng)芯片依賴硅基材料的局限，首次在彈性高分子纖維內(nèi)部實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成電路集成，將供電、傳感、顯示、信號(hào)處理等功能整合于單根纖維中，為柔性電子系統(tǒng)開辟了全新發(fā)展方向。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新的多層旋疊架構(gòu)技術(shù)，在保持纖維天然柔韌性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電阻、電容、二極管、晶體管等電子元件的高精度互連。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)光刻精度達(dá)到實(shí)驗(yàn)室級(jí)光刻機(jī)頂尖水平，1毫米長(zhǎng)度的纖維芯片可集成數(shù)萬(wàn)個(gè)晶體管，信息處理能力媲美醫(yī)療植入式芯片。當(dāng)纖維長(zhǎng)度擴(kuò)展至1米時(shí)，晶體管集成數(shù)量將突破百萬(wàn)級(jí)，達(dá)到經(jīng)典計(jì)算機(jī)中央處理器的集成水平。

這項(xiàng)發(fā)表于《自然》期刊的研究成果，首次驗(yàn)證了纖維芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字、模擬電路運(yùn)算的可行性。通過(guò)集成有機(jī)電化學(xué)晶體管，纖維芯片還能完成神經(jīng)計(jì)算任務(wù)，為腦機(jī)接口、電子織物、虛擬現(xiàn)實(shí)等前沿領(lǐng)域提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。研究人員特別指出，纖維芯片的柔韌特性使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，例如可制備出更細(xì)小、生物相容性更優(yōu)的神經(jīng)探針。

與傳統(tǒng)剛性芯片不同，纖維芯片無(wú)需外接設(shè)備即可形成全閉環(huán)系統(tǒng)。其自供能特性源于內(nèi)部集成的發(fā)電模塊，這種設(shè)計(jì)使纖維電子設(shè)備具備獨(dú)立運(yùn)行能力。實(shí)驗(yàn)表明，基于該技術(shù)的纖維系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)光、傳感、能量收集等多種功能，為可穿戴設(shè)備和智能紡織品開發(fā)帶來(lái)全新可能。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化晶體管與電容、電阻的互連結(jié)構(gòu)，顯著提升了纖維芯片的運(yùn)算效率。在腦機(jī)接口應(yīng)用場(chǎng)景中，超細(xì)纖維芯片可集成高密度電極陣列與信號(hào)預(yù)處理電路，有效降低組織損傷風(fēng)險(xiǎn)。這種技術(shù)突破為開發(fā)新一代神經(jīng)接口設(shè)備提供了重要基礎(chǔ)，有望推動(dòng)腦科學(xué)研究和臨床治療技術(shù)發(fā)展。