未来，人们或许能穿着可以播放视频的衣服，戴着能精准复现触感的手套，甚至通过一根比头发丝还细的纤维，实现脑电信号的实时探测与处理。这些看似科幻的场景，正因一项突破性技术逐渐成为现实。复旦大学科研团队在纤维电子领域取得重大进展，成功研发出全球首款“纤维芯片”，将供电、传感、显示和信号处理等功能集成于单根纤维之中，为柔性电子系统开辟了全新路径。
传统芯片采用硬质硅基材料，而纤维芯片则突破性地以弹性高分子纤维为载体，通过多层旋叠架构实现高密度集成电路。研究团队借鉴“卷寿司”的工艺理念，先在平整的弹性高分子表面完成微纳级电路加工，再将其卷曲成纤维形态，形成螺旋式多层结构。这种设计不仅充分利用了纤维内部空间，还解决了曲面结构下电路互连的难题，光刻精度达到实验室级光刻机的最高水平。
该技术的突破源于对纤维系统核心需求的深刻理解。过去，纤维器件虽能实现发光、储能等功能，但缺乏信息处理模块，需依赖外接硬质芯片，导致穿戴舒适性差、连接不稳定等问题。研究团队历时五年攻克多项技术难关：通过等离子刻蚀技术将弹性高分子表面粗糙度降至1纳米以下，为电路制备提供平整基底；采用聚对二甲苯沉积工艺形成防护层，有效抵御光刻溶剂侵蚀；最终实现电阻、电容、二极管、晶体管等电子元件的高精度互连，使纤维在保持柔软可编织特性的同时，具备独立的信息处理能力。
实验室数据显示，长度1毫米的纤维芯片可集成数万个晶体管，信息处理能力与医疗植入式芯片相当；若扩展至1米长度，晶体管数量可达百万级别，接近经典计算机中央处理器的集成水平。更令人瞩目的是，这种纤维芯片展现出极强的环境适应性，可承受1毫米半径弯曲、20%拉伸形变，经水洗、卡车碾压后性能依然稳定，为实际应用奠定了基础。
这项融合材料科学、微电子学、生物医学等多学科智慧的成果，已引发多个领域的关注。在脑机接口领域，直径仅50微米的超细纤维可集成1024通道/厘米的高密度传感-刺激电极阵列，其柔性与生物相容性优于传统金属探针，能更精准地采集神经信号，为脑科学研究与神经疾病治疗提供新工具。在电子织物方面，单根纤维即可驱动高密度像素点阵列，使衣物具备动态视频显示与触控交互功能，未来人们或许只需抬腕即可查看导航，运动服能实时监测生理数据。
虚拟现实领域同样受益匪浅。基于纤维芯片的智能触觉手套突破了传统硬质传感器的局限，其全柔性结构可紧密贴合皮肤，集成高密度传感与刺激阵列，能精准模拟不同物体的力学触感。研究人员举例称，外科医生佩戴这种手套进行远程手术时，可清晰感知脏器硬度；游戏玩家则能逼真触摸虚拟道具，获得“第二皮肤”般的沉浸体验。目前，团队正与医疗机构合作，探索将该技术应用于心血管介入器械，辅助医生提升手术精准度。
该研究得到国家自然科学基金委、科技部、上海市科委等机构支持，相关成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》。论文详细阐述了纤维芯片的设计原理、制备工艺与性能验证，为柔性电子技术的发展提供了全新范式。随着材料与工艺的持续优化，纤维芯片有望在更多领域实现高质量应用，推动电子设备向柔性化、可穿戴化、智能化方向深度演进。
