东华大学研发集成电路纤维新工艺
东华大学(上海)研究团队开发出一种可编程微流控纺丝工艺,用于制造集成电路纤维。该成果由朱美芳教授与王刚研究员等人完成,相关已于《自然·电子学》期刊。
具身智能的发展要求电子系统适应机器人的复杂形态与动态运动,柔软灵活的纤维为将电子功能集成至结构中提供了新介质。传统基于电子纤维的纺织平台虽能整合传感、处理与反馈,但受限于纤维利用率低与互连不稳定,难以直接将电路级功能嵌入纤维内部。
针对上述挑战,研究团队通过结合不同功能的导电层与功能层,构建了具备电子—光子转换、电子—电子转换、电子—离子载流子转换及静电准静态调制能力的独立模块。在微流控纺丝过程中排列并集成这些模块,即可在单根纤维内搭建可定制电路。此类纤维可进一步编织或缝制成纺织品,并能耐受反复形变与水洗。
该工艺可用于制备多种功能性纤维:包括用于发光的电致发光纤维、用于模拟信号处理的电阻与电容纤维、用于数字逻辑运算的有机电化学晶体管纤维,以及用于无接触传感与控制的静电准静态纤维。
此项工作的意义不仅在于创制了多种功能纤维,更在于建立了一套综合的设计与制造方法,实现了功能材料空间排布、纤器件构建与电路互连的有机结合。该方法在保留纤维柔韧性、可缝制性与可编织性的同时,为各类电子功能提供了可组合的基础模块。
研究团队表示,这一新工艺有望为未来的可穿戴计算、柔性人机交互、软体机器人及具身智能系统开辟新的技术路径。