可伸缩的柔性集成电路制成，或为下一代脑机接口技术奠定基础
科技日报记者 张佳欣
据发表于13日《自然》杂志的一项最新研究，美国斯坦福大学研究人员提出了一种新的皮肤状集成电路的设计和制造工艺，其大小仅为以前版本的1/5，而速度却快1000倍。研究人员证明，这种集成电路能驱动微型LED屏幕，而且比人类指尖更敏感，能检测出盲文阵列，为可穿戴和可植入电子产品在生物医学领域的应用拓宽了道路。
斯坦福航空航天自主研究中心（CAESAR）的研究人员在机器人测试台上进行测试，该测试台可以模拟自主航天器的运动。图片来源：安德鲁·布罗德海德/斯坦福大学
小型可穿戴或可植入电子设备能帮人们监测健康状况，有助于改进自主治疗。但这些电子设备需要足够小且足够柔软，能随组织移动而弯曲和拉伸，否则会伤害组织。
研究人员首次将柔性集成电路变得足够小、足够快。电路的核心是由半导体碳纳米管和软弹性电子材料制成的可伸缩晶体管。与坚硬易碎的硅不同，夹在弹性材料之间的碳纳米管具有鱼网状结构，允许它们在拉伸和变形时继续发挥作用。晶体管和电路与可拉伸的半导体、导体和介电材料一起排布到可拉伸的衬底上，1平方厘米内能安装2500多个传感器和晶体管，形成比人类指尖灵敏10倍以上的有源矩阵触觉阵列。
传感器阵列可以检测微小形状的位置和方向，或者识别盲文中的整个单词。研究人员解释说，对于盲文，人类通常一次能读一个字母。有了如此高的分辨率，只需轻轻一触，就能读懂一个单词，甚至可能是整个句子。
研究人员还能用他们的可扩展电路来驱动刷新率为60赫兹的微型LED显示器，这是电脑或电视屏幕的典型刷新率。以前的小型柔性电路速度不够快，无法产生足够的电流来实现这一点。
初步结果表明，新晶体管用途广阔。它可用于驱动商用计算机显示器，还可让研究人员以大范围和精细的分辨率感知人体信号，甚至可能带来高性能且生物兼容的下一代脑机接口。
（来源：科技日报）