复旦大学突破性“纤维芯片”引领智能设备柔性化革命

智能设备的“柔性化”一直受制于一个关键瓶颈：作为“大脑”的芯片长期以来都是硬质的。然而，复旦大学彭慧胜和陈培宁团队在弹性高分子纤维内部成功构建出大规模集成电路，研发出全新的“纤维芯片”，为解决这一难题提供了新的有效路径。这项突破性成果于1月22日发表在国际期刊《自然》上。

传统芯片的制造主要依赖于在平整稳定的硅片上构建高密度集成电路，而复旦团队的创新思路是“重构形态”。他们提出了“多层旋叠架构”，正如论文第一作者、博士生王臻所比喻的，“这好比把一张画满精密电路的平面图纸，螺旋式地嵌入一根细线中。”这一设计使纤维内部的空间得到极致利用，实现了一维受限尺寸内的高密度集成。

突破性技术与挑战

在柔软、易变形的纤维中制造高精度电路，其难度无异于在“软泥地”里盖高楼。为此，团队开发了与目前光刻工艺有效兼容的制备路线。他们首先采用等离子体刻蚀技术，将弹性高分子表面“打磨”至低于1纳米的粗糙度，以有效满足商业光刻要求。随后，在弹性高分子表面沉积一层致密的聚对二甲苯膜层，为电路披上一层“柔性铠甲”。

这层保护膜不仅可以有效抵御光刻中所用极性溶剂对弹性基底的侵蚀，还能缓冲电路层受到的应变，确保纤维芯片在反复弯折、拉伸变形后，电路层结构和性能依然稳定。相关制备方法可与目前成熟的芯片制造工艺有效兼容，为其从实验室走向规模化制备和应用奠定了坚实基础。

应用前景与行业影响

这项成果有望为纤维电子系统的集成提供新的路径，实现从“嵌入”到“织入”的转变，助力脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴领域的变革发展。

“纤维芯片的出现可能会彻底改变我们对智能设备的理解和应用方式，”一位业内专家评论道。

随着科技的不断发展，智能设备的柔性化需求日益增长。复旦大学的这一突破不仅为学术界带来了新的研究方向，也为产业界带来了巨大的潜在市场。“这项技术的成熟应用可能会引领一场新的科技革命，”业内观察人士指出。

未来发展与挑战

尽管“纤维芯片”技术取得了显著进展，但其大规模应用仍面临诸多挑战。首先是生产成本和工艺的优化，其次是如何确保在不同应用场景下的稳定性和耐用性。专家们认为，随着技术的不断成熟，这些问题将在未来得到解决。

复旦大学的这一创新为智能设备的未来发展指明了方向。“我们期待看到更多的应用和突破，尤其是在可穿戴设备和智能家居领域，”一位研究人员表示。

总之，复旦大学的“纤维芯片”不仅是学术界的一次重大突破，也为智能设备的柔性化发展提供了新的可能性。随着技术的不断进步，我们有理由相信，这一创新将为未来的科技发展带来深远影响。