小型可穿戴或植入式電子設(shè)備有助于監(jiān)測健康情況、診斷疾病，但做到這點必須不加重或損害周圍細胞，且要夠柔軟、不刮傷和傷害組織，移動時需與組織一起彎曲和伸展。

（Source：斯坦福大學）

斯坦福大學十多年來一直研究類似皮膚的可拉伸電子設(shè)備，終于開發(fā)一款類似皮膚的 IC 設(shè)計和制程，比最初版本小五倍，運行速度則提高 1,000 倍，這個研究結(jié)果也于 3/13 記錄在《自然》（Nature）雜志中。

研究人員證明，他們的軟性集成電路（IC）現(xiàn)在能驅(qū)動 Micro LED 屏幕，并檢測比人類指尖更靈敏的點字陣列（braille array）。

斯坦福大學化學工程教授、該論文資深作者鮑哲南（Zhenan Bao）指出，可拉伸集成電路第一次變得夠小夠快，能滿足許多應(yīng)用，有望使可穿戴傳感器和植入式神經(jīng)及腸道探針更靈敏，操作更多傳感器并降低功耗。

▲ 連接到人類手指的主動矩陣傳感器陣列。（Source：斯坦福大學）

該電路核心是可拉伸晶體管，由半導(dǎo)體奈米碳管和軟彈性電子材料制程，與又硬又脆的硅不同，夾在彈性材料間的奈米碳管具有魚網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其在拉伸和變形時仍能繼續(xù)發(fā)揮作用。晶體管和電路及可拉伸半導(dǎo)體、導(dǎo)體和介電材料被圖案化到可拉伸基板上。

鮑哲南表示，這是多年的材料和工程研發(fā)成果，不僅需要開發(fā)新材料，還需開發(fā)電路設(shè)計和制造電路的制程。有很多層疊加在一起，如果有一層不起作用，就必須從頭開始。

在最新展示中，研究人員在 1 平方毫米的空間內(nèi)裝入 2,500 多個傳感器和晶體管，形成主動矩陣觸覺陣列，靈敏度是人類指尖十倍以上。這個傳感器陣列可檢測微小形狀的位置和方向，或辨識點字中單字。根據(jù)研究人員的說法，使用點字時通常只能感知一個字母，有了這么高的分辨率，只需輕輕一碰，就能感知整個單詞、甚至整個句子。

▲ 附在一粒白芝麻上的高密度晶體管陣列，1 平方毫米的面積上有 1,000 個晶體管。（Source：斯坦福大學）

此外，研究人員還利用可拉伸電路，驅(qū)動刷新率為 60 Hz 的 Micro LED 顯示器。先前的版本因為可拉伸電路體積小、速度不夠快，無法產(chǎn)生足夠電流來實現(xiàn)這一目標。

該研究團隊博士后研究員、論文共同第一作者 Can Wu 指出，初步結(jié)果表明，我們的晶體管可驅(qū)動計算機顯示器中常用的商用顯示器；高密度、柔軟、可適配的感測陣列可以讓我們大范圍、高分辨率地感知人體訊號，例如來自大腦和肌肉的訊號。

但實現(xiàn)商業(yè)化前，團隊仍面臨一些阻礙，如身體和組織運動會導(dǎo)致電路的電氣特性發(fā)生變化，目前團隊正研究能減少這些影響的設(shè)計。鮑哲南表示，這項技術(shù)還能用于軟性機器人技術(shù)，賦予機器人更貼近人類的感測功能，工作時更安全。（來源：科技新報）

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