复旦大学科研团队近日取得一项突破性成果——成功在柔软且富有弹性的高分子纤维中实现大规模集成电路制备,将“纤维芯片”从理论设想转化为现实应用。相关研究论文已于国际顶级学术期刊《自然》发表,标志着我国在纤维电子领域迈出关键一步。
该团队通过创新材料架构设计,在实验室环境下初步实现“纤维芯片”的规模化生产。制备出的芯片中,晶体管等电子元件的集成密度达到每厘米10万个,通过高效互连技术可实现数字与模拟电路的复杂运算功能。这种将半导体工艺与纤维材料深度融合的技术路径,为柔性电子系统的集成开辟了全新维度。
在脑机接口应用场景中,这项技术展现出颠覆性潜力。传统神经探针需要外接信号处理模块,而基于“纤维芯片”的解决方案可在直径仅50微米的超细纤维上,集成每厘米1024通道的高密度传感-刺激电极阵列与信号预处理电路。其柔韧度与生物组织高度匹配,神经信号采集信噪比达到7.5dB,达到商用设备水平。研究团队表示,未来有望在一根纤维内实现更复杂的闭环功能调控。
电子织物领域同样迎来变革机遇。传统织物显示技术受限于信息处理模块的缺失,仅能呈现静态图案。而搭载“纤维芯片”的智能纤维通过有源驱动电路,可集成高密度像素点阵。这意味着未来衣物可能具备动态显示能力——袖口导航、运动健康数据实时监测、甚至衣物播放视频等场景将成为可能。研究参与者陈珂博士指出,这种技术突破使普通织物具备交互界面功能。
针对虚拟现实设备的痛点,团队开发的智能触觉手套提供了创新解决方案。传统设备依赖硬质传感器导致贴合度不足,在远程手术等精细操作中存在局限。而基于“纤维芯片”的柔性手套兼具透气性与全柔性特征,通过高密度传感阵列可精准模拟不同物体的力学触感,为虚拟现实交互带来更真实的体验。











