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复旦团队全球首创“纤维芯片”:柔软可编织,为新兴产业注入新动力

   时间:2026-01-22 14:53:29 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

复旦大学科研团队在纤维电子领域取得重大突破,成功研制出具有大规模集成电路功能的弹性高分子纤维。这项突破性成果近日发表于国际顶级学术期刊《自然》,标志着我国在柔性电子器件领域迈入世界前沿行列。

研究团队通过创新设计多层旋叠架构,在保持纤维原有柔韧特性的基础上,实现了与商用芯片相当的信息处理能力。这种新型"纤维芯片"突破了传统硬质芯片的物理限制,可承受毫米级弯曲半径、30%拉伸形变及高密度扭转,在极端环境下仍能保持稳定性能。实验数据显示,经过卡车碾压、水洗浸泡等严苛测试后,纤维器件的电路功能依然完整。

该技术的核心优势在于解决了纤维电子系统长期面临的集成难题。传统方案需外接硬质芯片模块,导致系统存在连接不稳定、穿戴舒适性差等缺陷。研究团队将传感、处理、刺激输出等功能集成于单根纤维内部,构建出完整的闭环系统。以脑机接口应用为例,直径仅50微米的超细纤维可同时集成高密度电极阵列与信号预处理电路,其神经信号采集质量达到商用设备水平,为脑疾病诊疗提供了全新工具。

在可穿戴设备领域,这种全柔性电子织物系统展现出巨大潜力。研究人员演示了内置有源驱动电路的动态显示织物,其柔软透气特性与普通面料无异,却能实现像素级图像显示。针对虚拟现实场景开发的智能触觉手套,通过纤维芯片直接处理触觉信号,解决了硬质模块与皮肤贴合度不足的行业痛点,在远程医疗手术等精密操作中具有重要应用价值。

这项跨学科成果凝聚了材料科学、微电子工程与医学等多领域智慧。研究团队历时六年攻关,构建了从化学合成到中试验证的完整技术链条,在半导体材料制备、三维电路集成等关键环节取得多项专利。团队成员透露,当前正在探索二维材料与纤维芯片的融合路径,旨在进一步提升器件集成密度与功能复杂性。

据介绍,该技术已建立自主知识产权体系,相关标准制定工作正在推进。研究团队表示,纤维芯片的规模化应用需要材料、制造、医疗等产业的协同创新,目前正与多家企业开展合作研发,重点突破柔性电子系统的量产工艺与可靠性验证等关键问题。

 
 
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