Trung Quốc công bố "chip dạng sợi" mỏng như tóc

Theo SCMP, các nhà khoa học Trung Quốc vừa tạo ra một bước đột phá trong công nghệ điện tử khi tích hợp thành công các mạch điện tử phức tạp vào những sợi dây dẻo, co giãn và mỏng như sợi tóc con người.

Dù kích thước chỉ bằng sợi tóc, loại sợi này đạt mật độ 100.000 bóng bán dẫn trên mỗi centimet, đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp của các mạch tích hợp quy mô lớn hiện nay. Ảnh: scmp.com

Với mật độ bóng bán dẫn tương đương bộ vi xử lý máy tính, phát minh này hứa hẹn biến quần áo thông thường thành các thiết bị thông minh có thể giặt giũ và hoạt động độc lập. Nghiên cứu do nhóm của Giáo sư Bành Tuệ Thắng thuộc Đại học Phục Đán (Thượng Hải) dẫn đầu, vừa được công bố trên tạp chí danh tiếng Nature.

Thay vì chế tạo mạch trên các đế cứng như truyền thống, nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị mới gọi là Mạch tích hợp dạng sợi (FIC) bằng cách xây dựng các mạch chức năng trên một chất nền đàn hồi, sau đó cuộn lại thành sợi mỏng. Dù kích thước chỉ bằng sợi tóc, loại sợi này đạt mật độ 100.000 bóng bán dẫn trên mỗi centimet, đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp của các mạch tích hợp quy mô lớn hiện nay.

Tiến sĩ Trần Bội Ninh (Chen Peining), đồng tác giả nghiên cứu, cho biết một đoạn "chip sợi" dài 1mm có thể chứa hàng chục nghìn bóng bán dẫn, sở hữu khả năng xử lý thông tin ngang ngửa một số chip cấy ghép y tế. Thậm chí, nếu kéo dài sợi này lên 1 mét, số lượng bóng bán dẫn có thể đạt tới mức hàng triệu, tiệm cận quy mô tích hợp của các bộ vi xử lý máy tính (CPU) cổ điển.

Điều đáng kinh ngạc là các mạch sợi này cực kỳ bền bỉ trong những điều kiện khắc nghiệt mà các chip cứng thông thường không thể chịu đựng. Chúng có thể chịu được 10.000 chu kỳ uốn cong và mài mòn liên tục, co giãn tới 30%, xoắn 180 độ và vẫn hoạt động tốt sau hơn 100 lần giặt máy hay nhiệt độ lên tới 100 độ C. Thậm chí, các thử nghiệm cho thấy nó vẫn nguyên vẹn dưới sức ép của một chiếc xe tải container 15,6 tấn cán qua.

Nhờ khả năng tích hợp cả 4 chức năng gồm cung cấp năng lượng, cảm biến, tính toán và hiển thị vào một sợi duy nhất, công nghệ này mở ra cánh cửa cho các thiết bị đeo thông minh trong tương lai hoạt động độc lập mà không cần dây nối hay chip bên ngoài cồng kềnh.

Ứng dụng của công nghệ nay được giới chuyên gia đánh giá là "vô tận", từ việc hiển thị bản đồ điều hướng ngay trên ống tay áo, găng tay thực tế ảo mang lại cảm giác xúc giác chân thực, cho đến các giao diện não-máy tính mềm mại. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã bước đầu đạt được khả năng sản xuất quy mô lớn trong phòng thí nghiệm, cho thấy cơ sở hạ tầng để sản xuất đại trà công nghệ này đã sẵn sàng.