比头发丝还细的一根纤维,竟能同时实现传感、导电、能量传输与生物刺激,这不是科幻,而是我国科研团队刚刚实现的世界级突破。
近日,西安电子科技大学保宏、周赟磊团队在异质纤维电子器件领域取得原创成果,以连续液相加工工艺在直径仅50微米的单根纤维上集成多功能电子结构,相关论文发表于国际顶级期刊《自然·通讯》,信息源自中国青年报、西安发布、西电官网等权威渠道,标志着我国在柔性纤维电子领域走到全球前沿。
这项被形象比作“在头发丝上建高楼”的技术,解决的是困扰行业多年的核心难题。传统刚性电子器件笨重、不可弯折,难以与人体、织物、复杂曲面深度融合;而要在超细纤维表面做出导电层、功能层、保护层,还要保证层间紧密、弯折不断、功能稳定,此前一直缺少稳定可量产的方案。
西电团队用连续液相工艺,以弹性纤维为基底,通过界面工程强化结合力,精准沉积液态金属导电层与生物感知层,让导电通路与生物交互界面在同轴结构里无缝集成,既做到极小尺寸,又保留优异柔性,还能一次连续生产长达50米,为从实验室走向产业化打通关键一环。
它的强大,体现在从体外穿戴到体内诊疗的全场景适配。把这种纤维织进布料,就能做成柔性天线与感应线圈,反复揉搓、拉伸、水洗,电学性能几乎不变,潮湿环境也能稳定工作。
贴在手腕、手臂,可采集心电、肌电信号,静态动态都保持高保真,抗运动干扰能力优于传统凝胶电极,搭配多通道系统与机器学习,还能精准识别手势,成为假肢控制、康复监测、人机交互的理想接口。
更具突破的是,纤维具备良好生物相容性,植入动物体内可对外周神经做精准电刺激,成功率接近100%,为神经调控、慢性疼痛管理、脊髓损伤修复等打开全新可能,真正实现一根纤维连接生命信号。
这场技术突破的价值,远不止一项工艺创新,更是电子形态的范式革命。过去电子设备以硅基芯片为核心,硬、重、大是常态;如今纤维电子让器件变软、变细、可编织,能融入衣物、贴附皮肤、植入体内,把“人适应设备”变成“设备适应人”。
健康监测不再依赖手环、贴片,日常衣物就能24小时无感守护;医疗介入从大型设备走向微创植入,降低创伤与风险;人机交互不再局限屏幕,肢体动作、生理信号都能成为指令,为脑机接口、智能软体机器人提供底层支撑。
这种从“设备中心”到“人体中心”的转变,将深刻改变消费电子、医疗健康、特种装备等多个赛道。
从产业视角看,这一成果补齐我国柔性电子产业链的关键短板。连续液相工艺具备可扩展、可量产属性,有助于摆脱高端柔性器件对外源技术与材料的依赖,提升自主可控能力。随着智能纺织、可穿戴设备、数字医疗快速扩张,兼具传感、传输、交互能力的纤维电子,将成为万亿级柔性电子市场的核心增量。
实验室成果一旦完成中试与标准化,有望催生出智能服装、无创监测贴、植入式神经电极等一批新品类,带动材料、装备、制造、应用全链条升级,形成具有全球竞争力的创新生态。
当然,从实验室到千家万户,仍需跨越稳定性、成本、合规认证等关卡,但方向已经清晰。西电团队用一根超细纤维证明,中国科研不仅能跟跑,更能在交叉前沿开辟新赛道、定义新方向。
这种把功能做进纤维、把智能融入日常的创新,正在让柔性电子从概念走向现实,让未来的健康管理、人机交互、医疗诊疗变得更轻、更软、更贴心。
消息来源:中国青年报3月24日报道《我国科研团队“在头发丝上建高楼”》
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