Hitech logo

Идеи

В Китае разработано прорывное эластичное и прочное волокно из транзисторов

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 12:32 PM

Китайские исследователи разработали новый тип гибкого микросхемного волокна, тонкого как человеческий волос. Оно выдерживает около 10 000 циклов сгибания и истирания, растягивается более чем на 30% и легко скручивается на 180 градусов, не боится стирки, высоких температур до 100°C и даже давления колеса 15,6-тонного грузовика. При этом плотность размещения транзисторов достигает 100 000 на сантиметр. Волокно настолько эластично, что его можно вплетать в ткань или имплантировать в тело, не опасаясь, что оно порвётся или повредится. В отличие от традиционных кремниевых чипов — плоских и жестких — новая технология открывает путь для интеграции электроники в одежду и медицинские импланты.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Вдохновением для создания чипа послужил принцип приготовления суши-роллов. Вместо того чтобы наносить электронику на готовое волокно, команда ученых из Фуданьского университета начала с плоского, эластичного полимерного листа, который был отполирован до почти идеально гладкого состояния (шероховатость менее 1 нм). На этой поверхности с помощью стандартных процессов литографии были созданы полноценные электронные компоненты: транзисторы, резисторы и конденсаторы.

Для защиты от внешних воздействий и механических нагрузок чип был покрыт защитным полимерным слоем. Затем лист со всей электроникой был свернут в тугую спираль и загерметизирован, превратившись в прочное микросхемное волокно. Такой подход позволил объединить гибкость с высокой производительностью, пишет IE.

Новое волокно обладает впечатляющей вычислительной мощностью: плотность размещения транзисторов достигает 100 000 на сантиметр. Это означает, что один метр такого материала по сложности эквивалентен классическому центральному процессору. Волокно способно обрабатывать как цифровые, так и аналоговые сигналы и даже выполнять простые задачи нейросетей, например, распознавать изображения.

Прочность волокна была тщательно протестирована. Оно выдерживает около 10 000 циклов сгибания и истирания, растягивается более чем на 30% и скручивается до 180 градусов. Волокно не боится стирки, высоких температур до 100°C и даже давления от колеса 15,6-тонного грузовика.

Технология может применяться для пошива тканей с возможностью обработки данных. Например, из такой ткани можно было бы изготавливать хирургические перчатки, способные дистанционно передавать ощущение текстуры и плотности тканей. В игровой индустрии и виртуальной реальности такие волокна могут обеспечить ощущения прикосновения, а в повседневной жизни — стать основой для интерактивной «умной» одежды.

Обратившись к древним техникам ткачества, китайские ученые разработали новый полимерный материал из переплетенных на молекулярном уровне полимерных цепей. Материал получился настолько прочным и жестким, что даже крошечное его количество способно оторвать от земли или сдвинуть тяжелый предмет — в ходе одного из испытаний он буксировал автомобиль массой 2,1 тонны.