Láng giềng Việt Nam trình làng ‘chip sợi’ mỏng như tóc, chịu được xe tải nặng hơn 15 tấn

Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển thành công loại chip dạng sợi hoàn toàn linh hoạt, tích hợp đầy đủ mạch điện tử bên trong các sợi mỏng như sợi tóc người.

Bước tiến này đưa lĩnh vực dệt may điện tử tiến gần hơn tới khả năng hoạt động như máy tính và màn hình hiển thị, trong khi vẫn giữ được các đặc tính quan trọng của vải vóc như mềm, co giãn và có thể giặt bằng máy.

Theo SCMP, đột phá này đến từ nhóm nghiên cứu tại Đại học Phúc Đán (Thượng Hải), do nhà khoa học Peng Huisheng thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn dắt.

Thay vì gắn các con chip phẳng lên vải, nhóm nghiên cứu đã xây dựng hệ thống tính toán mà bản thân vải chính là mạch điện tử.

Chip “trở thành” sợi vải

Các vi mạch truyền thống phụ thuộc vào những tấm nền phẳng, cứng. Nhóm Phúc Đán đã thay thế phương pháp đó bằng các tấm nền mềm dẻo có khả năng chứa đầy đủ mạch điện tử hoàn chỉnh, sau đó cuộn lại thành dạng sợi - tạo ra mạch tích hợp sợi (FICs).

Mỗi sợi chip có độ dày tương đương sợi tóc người, nhưng đạt mật độ khoảng 100.000 transistor trên mỗi cm – ngang với tiêu chuẩn trong các dòng chip thông thường.

Một đoạn chip dài 1mm có thể tích hợp hàng chục nghìn bóng bán dẫn, mang lại khả năng xử lý thông tin tương đương một số chip cấy ghép y tế.

Khi chiều dài sợi tăng lên, năng lực tính toán cũng mở rộng theo. Một sợi dài 1m có thể tích hợp hàng triệu bóng bán dẫn, tiệm cận quy mô của bộ xử lý trung tâm (CPU) máy tính truyền thống.

Khác với các công nghệ điện tử dạng sợi trước đây chủ yếu tập trung vào cấp nguồn hoặc cảm biến, các sợi chip mới hoạt động như những hệ vi máy tính hoàn chỉnh.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã thiết kế các sợi chip để chịu được những điều kiện mà chip cứng khó có thể tồn tại. Trong các thử nghiệm, FIC chịu được hơn 10.000 chu kỳ uốn cong và ma sát, có thể kéo giãn tới 30% và xoắn 180 độ trên mỗi cm chiều dài.

Các sợi này cũng hoạt động bình thường sau hơn 100 lần giặt, chịu được nhiệt độ lên tới 100 độ C và thậm chí không hỏng khi bị nén dưới một xe container nặng 15,6 tấn.

Những kết quả này cho phép nhóm tích hợp nguồn điện, cảm biến, xử lý và hiển thị vào trong một sợi độc lập duy nhất - loại bỏ nhu cầu sử dụng chip rời hay hệ dây dẫn cồng kềnh trong quần áo thông minh.

“Hệ thống sợi linh hoạt hoàn toàn này mở đường cho các mô hình tương tác tiên tiến như giao diện não – máy tính, dệt may thông minh và thiết bị thực tế ảo đeo trên người”, nhóm nghiên cứu viết.