Китайские учёные совершили технологический прорыв, который может полностью изменить представление о носимой электронике и умной одежде. Исследователи разработали полностью гибкие волоконные чипы, внутри которых размещены полноценные электронные схемы, заключённые в нити толщиной с человеческий волос. Эти микроскопические структуры способны работать как настоящие компьютеры и дисплеи, оставаясь при этом мягкими, растяжимыми и пригодными для машинной стирки, передает inbusiness.kz со ссылкой на New-Science.ru.
О достижении сообщила газета South China Morning Post. Прорыв был сделан научной группой из Шанхайского университета Фудань под руководством профессора Пэн Хуишэна из Китайской академии наук. Вместо традиционного подхода, при котором плоские чипы просто прикрепляют к ткани, команда более десяти лет разрабатывала вычислительные системы, которые сами становятся тканью.
Учёные отказались от жёстких подложек для микросхем и заменили их эластичными материалами, способными размещать полноценные электронные цепи. Эти подложки затем сворачиваются в нитевидные структуры, формируя так называемые волоконные интегральные схемы. Каждое такое волокно имеет толщину, сопоставимую с человеческим волосом, но при этом демонстрирует плотность транзисторов на уровне 100 тысяч на сантиметр, что соответствует стандартам классических процессоров.
Особое внимание исследователи уделили прочности и надёжности новых материалов. Волокна выдерживают более 10 тысяч циклов сгибания и истирания, растягиваются на 30%, переносят скручивание и сохраняют работоспособность после более чем 100 циклов стирки. Кроме того, они устойчивы к температуре до 100 градусов Цельсия и способны выдержать сжатие под контейнеровозом весом 15,6 тонны, что делает их практически неуязвимыми для повседневного использования.
В отличие от ранних разработок в сфере электронного текстиля, которые, в основном, были сосредоточены на передаче энергии или сенсорных функциях, новые волоконные чипы представляют собой полноценные микрокомпьютерные системы. Они способны обрабатывать цифровые и аналоговые сигналы, а также выполнять нейросетевое распознавание изображений, что приближает их к возможностям современных вычислительных устройств.
По словам исследователей, такая гибкая волоконная система открывает путь к созданию интерактивных материалов, которые могут быть востребованы в самых передовых областях. Речь идёт об интерфейсах мозг-компьютер, умной одежде, носимых устройствах для виртуальной реальности и медицинских технологиях. Фактически электроника перестаёт быть отдельным устройством и становится частью окружающей среды, буквально вплетаясь в повседневную жизнь человека.
Исследование, демонстрирующее возможности масштабирования производства этих волоконных чипов, было опубликовано в научном журнале Nature. Учёные считают, что в перспективе подобные технологии способны создать целый новый рынок, где ткань будет не просто материалом, а интеллектуальной системой с вычислительными функциями. Это означает, что в будущем одежда сможет анализировать состояние организма, взаимодействовать с цифровыми платформами и выполнять задачи, которые сегодня доступны только смартфонам и компьютерам.
Читайте по теме:
ИИ-воротник вернул голос пациентам после инсульта
