复旦团队在弹性纤维内构建大规模集成电路 “纤维芯片”打开柔性电子新路径

长期以来,硬质芯片与柔性设备之间的矛盾制约了可穿戴智能产品的发展。

随着人工智能、物联网等新兴产业的蓬勃发展,如何让芯片具备弯折、拉伸等柔性特征,成为业界亟待突破的核心瓶颈。

近日,复旦大学团队的研究成果为这一难题提供了创新解决方案。

该项研究的创新之处在于,团队打破了传统芯片必须在硬质基底上制造的固有思维,首次成功将大规模集成电路直接构建于弹性高分子纤维内部。

这一突破使得芯片本体具备了与纤维相匹配的柔性特征,从根本上改变了芯片的物理形态。

在制备工艺方面,研究团队采取了与现有商业光刻技术相兼容的创新路线。

首先,通过等离子体刻蚀技术对弹性高分子表面进行精细处理,将表面粗糙度控制在1纳米以下,达到商业光刻工艺的严格要求。

这一步骤解决了柔性材料表面不规则导致的工艺难题。

随后,研究团队在处理后的纤维表面沉积了一层厚度均匀的聚对二甲苯保护膜。

这层"柔性铠甲"具有多重功能:既能有效隔绝光刻过程中使用的极性溶剂对弹性基底的腐蚀,又能在纤维受到弯折、拉伸时,为内部电路层提供缓冲保护,防止过度应变导致的结构破坏。

经过反复验证,纤维芯片在经历数千次弯折、拉伸循环后,其电路性能依然保持稳定。

从应用前景看,纤维芯片的成功研制为多个战略性新兴领域打开了想象空间。

在脑机接口领域,柔性芯片可与人体组织更好地适配,降低植入式设备的排异反应。

在电子织物领域,纤维芯片将使衣物具备计算、感知、交互能力,开启智能穿戴的新时代。

在虚拟现实领域,柔性芯片集成可大幅提升头戴设备的舒适度和功能密度。

更深层次看,这项技术实现了从芯片"嵌入"到"织入"的转变,将芯片与纤维材料融为一体,为构建新型人机交互系统提供了基础支撑。

值得关注的是,该成果的取得并非一蹴而就,而是团队在微纳制造、材料科学、电子工程等多个领域深度融合的结果。

这充分说明了基础研究与应用创新相结合的重要性,也预示着我国在芯片领域正在形成新的竞争优势。

从"中国制造"到"中国智造",这项源自基础材料研究的原始创新,不仅展现了我国科研人员攻克"卡脖子"难题的智慧,更揭示了未来电子器件与生命体深度融合的无限可能。

当芯片如纤维般柔软坚韧,科技与生活的边界正被重新定义,一个"人机共生"的新纪元已现曙光。