Kínai kutatók jelentős előrelépést tettek az elektronikában „szálas chipek” létrehozásával. Ezek ultravékony, rugalmas szálakba ágyazott integrált áramkörök, amelyek képesek számításokat végezni, kommunikálni, és szövetekbe vagy csúcstechnológiás eszközökbe szőhetők.
A Nature folyóiratban publikált innováció merész eltérést jelent a hagyományos merev szilíciumchipektől, és felgyorsíthatja a számítástechnika beépülést a viselhető és az orvosi eszközökbe, illetve az ember-gép interfész-technológiákba.
A száloptikás integrált áramkörök (Fiber Integrated Circuits, FIC) lényege, hogy rugalmas anyagra készülnek, amelyet azután tekercsszerű, az emberi hajszálnál vékonyabb szálakká sodornak. A Fundan Egyetem és a Kínai Tudományos Akadémia kutatóinak sikerült nagyjából 100 ezer tranzisztort tenni egyetlen centiméterre, ami már összemérhető a mindennapi elektronikában használt hagyományos chipekkel. Ez utóbbiakkal ellentétben viszont ezek a szálas chipek deformáció alatt is teljesen rugalmasak, nyújthatóak és robusztusak maradnak, sőt még a mosást is bírják.
A hagyományos chipek sík szilíciumfelületekre épülnek. A FIC viszont megfordítja ezt a modellt. A mérnökök először egy teljes áramkört mintáznak egy nyújtható alapra, majd hengeres szálakká tekerik, így beágyazva egyetlen folytonos szálba az ellenállásokat, kondenzátorokat, diódákat és tranzisztorokat. Nincsenek külső chipek, nincsenek terjedelmes vezetékek.
Xinhua/Liu Ying
Jelenleg egy 1 mm-es szálban több tízezer tranzisztor fér el. Ha ezt a szálat egy méterre nyújtják, a szám közel egymillióra nő. Sőt, a csapat szerint a jövőbeli nanométeres fotolitográfia még tovább is vihet ennél. A korábbi, főként az energiaellátásra vagy az érzékelésre összpontosító száloptikás elektronikával ellentétben ez a megoldás komplett mikrokomputer-rendszerként működik.
A tesztelések során a szálak több mint tízezer hajlítási és kopási ciklust bírtak ki. Képesek voltak akár 30 százalékkal megnyúlni és centiméterenként 180 fokkal megcsavarodni. Akár 100 Celsius-fokos hőmérsékletet is elviseltek, és még egy 15,6 tonnás teherautó nyomását is túlélték.
A valóban rugalmas elektronika egyelőre még csak a laboratóriumokban bizonyított. Ha viszont széles körben elterjedne, akkor az elektronika valóban bevonulhatna a mindennapi anyagok közé. Egy szövet már nemcsak a testet borítaná, hanem számításokat végezne, érzékelne és reagálna. Ehhez az is hozzájárulhat, hogy a kutatók szerint a gyártási folyamat kompatibilis lehet a jelenlegi ipari technológiákkal. „Ez a teljesen rugalmas szálas rendszer utat nyit a legkorszerűbb alkalmazásokban, például az agy-számítógép interfészekben, az intelligens textíliákban és a virtuális valóság viselhető eszközeiben kívánt interaktív mintákhoz” – írták a kutatók.
A csapat jelenleg egy kórházzal is együttműködik a szál szív- és érrendszeri sebészetben való alkalmazásának vizsgálatán. „Reméljük, hogy egy napon a „szálas chipekre” épülő elektronikus szövetek ugyanolyan hatékonyan fognak információt cserélni, mint a mai telefonok és számítógépek” – mondta Chen Peining, a tanulmány egyik szerzője.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
