上海
據科技日報1月22日消息，復旦大學彭慧勝院士與陳培寧研究員團隊在國際頂級期刊《自然》（Nature）主刊發表了最新研究成果——全球首款可在纖維內部構建大規模集成電路的“纖維芯片”。
▲柔軟的“纖維芯片”在手指上打結。圖源@第一財經
這項研究成功攻克了智能設備“柔性化”的核心瓶頸，即傳統硅基芯片的硬質物理形態，為腦機接口、智能織物等新興領域提供了全新的技術路徑。
研究團隊跳出傳統“僅利用纖維表面”的思維定式，創新性提出“多層旋疊架構”。該設計靈感類似于“卷壽司”，通過在纖維內部構建螺旋式多層集成電路，最大化利用了纖維內部空間，實現了在一維受限尺寸內的高密度集成。
“纖維芯片”虛擬現實應用示意圖和實物圖。圖源復旦大學
這使得“纖維芯片”在保持高度柔軟、可編織本征特性的同時，具備了強大的信息處理能力，其電子元件（如晶體管）集成密度高達10萬個/厘米，媲美計算機中央處理器的水平。
圖為成卷的“纖維芯片”。圖源復旦大學
制備工藝是另一大核心突破。團隊歷經五年，攻克了在“軟泥地蓋高樓”般的難題，發展出與現有成熟光刻工藝有效兼容的制備路線。他們采用等離子刻蝕技術將高分子纖維表面粗糙度降至1納米以下，并為其披上聚對二甲苯“柔性鎧甲”，確保了電路在復雜形變下的穩定性。測試表明，“纖維芯片”可耐受彎曲、拉伸、扭曲，甚至經過水洗、高低溫環境及卡車碾壓后，性能依然穩定。
“纖維芯片”概念圖
這項成果并非取代傳統芯片，而是開辟了全新的應用路徑。基于“一根纖維就是一個微型電子系統”的理念，它成功將供電、傳感、顯示、信號處理等多功能集成于單根纖維之內。
這為腦機接口、電子織物、虛擬現實等新興產業帶來了革命性想象。未來，衣物可能變身智能顯示屏，腦機接口植入物可極致微型化，遠程手術手套能提供精準觸覺反饋。
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