Vývoj nositelné elektroniky v oblečení není jednoduchý. Má to být funkční elektronika v látce, která ale musí zůstat pohodlná, měkká a ohebná, a také musí přežit praní v pračce. Při výrobě takové elekroniky se obvykle používají ploché čipy umístěné v látce. Čínský tým ze šanghajské Fudan University vyvinul ohebné vláknové čipy, v nichž jsou kompletní elektronické obvody umístěné uvnitř vlákna tenkého jako lidský vlas.
Tradiční mikročipy spoléhají na pevné, obvykle křemíkové substráty. Tým Fudan University je nahradil měkkými substráty ve tvaru vlákna, které pojmou celé elektronické systémy. – Peng Huisheng a jeho kolegové tomu říkají fiber integrated circuit čili FIC. Vláknové integrované obvody přitom obsahují 100 tisíc tranzistorů na centimetr. To je průmyslový standard pro procesory.
Jediný milimetr vláknového čipu pojme desítky tisíc tranzistorů, což je srovnatelné s výpočetní kapacitou medicínských implantátů. Čím delší vlákno, tím výkonnější čip. Vláknový čip tloušťky lidského vlasu o délce 1 metru by obsahoval miliony tranzistorů a výkonem by se blížil standardním CPU. Budoucí pokrok v technologiích fotolitografie by mohl přinést ještě vláknové čipy ještě hustěji osázené tranzistory.
Starší vláknová elektronika se soustředila především na přenos energie nebo využití v senzorech. Nové vláknové čipy jsou kompletní mikropočítačové systémy. Každé takové vlákno obsahuje odpory, kapacitory, diody a tranzistory propojené s vysokou přesností. Vláknové čipy zpracovávají digitální i analogové signály a zvládají i neuromorfní výpočty při rozeznávání obrazu.
Kriticky důležitá je odolnost vláknových čipů. Podle výsledků testů vydrží hodně ohýbání, odírání, natahování i kroucení. Zůstávají funkční i po stovce cyklů vyprání v pračce. Zvládnou teploty do 100 stupňů Celsia a přežijí přejetí 15,6 tunovým náklaďákem. Badatelé také zjistili, že je vláknové čipy je možné vyrábět se stávající mikročipovou infrastrukturou. Možnosti uplatnění jsou bezbřehé, stojíme na prahu revoluce vláknových čipů?
Video: Huisheng Peng: Breaking the Wall to Flexible, Fiber Batteries
Literatura
Diskuze:
