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据科技日报1月22日消息，复旦大学彭慧胜院士与陈培宁研究员团队在国际顶级期刊《自然》（Nature）主刊发表了最新研究成果——全球首款可在纤维内部构建大规模集成电路的“纤维芯片”。

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▲柔软的“纤维芯片”在手指上打结。图源@第一财经

这项研究成功攻克了智能设备“柔性化”的核心瓶颈，即传统硅基芯片的硬质物理形态，为脑机接口、智能织物等新兴领域提供了全新的技术路径。

研究团队跳出传统“仅利用纤维表面”的思维定式，创新性提出“多层旋叠架构”。该设计灵感类似于“卷寿司”，通过在纤维内部构建螺旋式多层集成电路，最大化利用了纤维内部空间，实现了在一维受限尺寸内的高密度集成。

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“纤维芯片”虚拟现实应用示意图和实物图。图源复旦大学

这使得“纤维芯片”在保持高度柔软、可编织本征特性的同时，具备了强大的信息处理能力，其电子元件（如晶体管）集成密度高达10万个/厘米，媲美计算机中央处理器的水平。

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图为成卷的“纤维芯片”。图源复旦大学

制备工艺是另一大核心突破。团队历经五年，攻克了在“软泥地盖高楼”般的难题，发展出与现有成熟光刻工艺有效兼容的制备路线。他们采用等离子刻蚀技术将高分子纤维表面粗糙度降至1纳米以下，并为其披上聚对二甲苯“柔性铠甲”，确保了电路在复杂形变下的稳定性。测试表明，“纤维芯片”可耐受弯曲、拉伸、扭曲，甚至经过水洗、高低温环境及卡车碾压后，性能依然稳定。

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“纤维芯片”概念图

这项成果并非取代传统芯片，而是开辟了全新的应用路径。基于“一根纤维就是一个微型电子系统”的理念，它成功将供电、传感、显示、信号处理等多功能集成于单根纤维之内。

这为脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴产业带来了革命性想象。未来，衣物可能变身智能显示屏，脑机接口植入物可极致微型化，远程手术手套能提供精准触觉反馈。