La "flexibilidad" de los dispositivos inteligentes siempre ha estado estancada en un obstáculo clave: el chip, que es el "cerebro", ha sido difícil durante mucho tiempo. El equipo de Peng Huisheng/Chen Peining de la Universidad de Fudan construyó con éxito un circuito integrado a gran escala dentro de fibras de polímero elásticas y desarrolló un nuevo "chip de fibra", que proporciona una forma nueva y eficaz de resolver el problema de la "flexibilidad". Este resultado fue publicado en la revista internacional "Nature" el 22 de enero.
La imagen muestra los "chips de fibra" en rollos. Foto cortesía de la Universidad de Fudan
La fabricación tradicional de chips implica principalmente la construcción de circuitos integrados de alta densidad sobre obleas de silicio planas y estables. La idea del equipo de Fudan es "reconstruir la forma": proponen una "arquitectura en espiral de múltiples capas". "Esto es como incrustar un dibujo plano lleno de circuitos de precisión en una línea delgada en forma de espiral". Wang Zhen, el primer autor del artículo y estudiante de doctorado, lo comparó así. Este diseño aprovecha al máximo el espacio dentro de la fibra y logra una integración de alta densidad dentro de un tamaño restringido unidimensional.
Diagrama esquemático e imagen física de la aplicación de realidad virtual "Chip de fibra". Foto cortesía de la Universidad de Fudan
Sin embargo, fabricar circuitos de alta precisión con fibras blandas y deformables es tan difícil como construir un edificio de gran altura con "barro blando". Para ello, el equipo desarrolló una ruta de preparación que es efectivamente compatible con los procesos de fotolitografía actuales. Primero utilizaron tecnología de grabado por plasma para "pulir" la superficie del polímero elástico hasta una rugosidad de menos de 1 nanómetro, cumpliendo eficazmente con los requisitos de fotolitografía comercial. Posteriormente, se deposita una capa densa de película de parileno sobre la superficie del polímero elástico para proporcionar una capa de "armadura flexible" para el circuito. Esta película protectora no solo puede resistir eficazmente la erosión del sustrato elástico por los disolventes polares utilizados en fotolitografía, sino que también amortigua la tensión en la capa del circuito, asegurando que la estructura y el rendimiento de la capa del circuito permanezcan estables después de repetidas flexiones, estiramientos y deformaciones del chip de fibra.
Los métodos de preparación relevantes son efectivamente compatibles con el actual proceso maduro de fabricación de chips, sentando una base sólida para su transición del laboratorio a la preparación y aplicación a gran escala.
Se espera que este logro proporcione un nuevo camino para la integración de sistemas electrónicos de fibra y permita realizar la transformación de "incrustar" a "tejer" y ayudar a la transformación y el desarrollo de campos emergentes como las interfaces cerebro-computadora, tejidos electrónicos y realidad virtual.