Tänk dig en datorprocessor som är så tunn och flexibel att den kan vävas in i din tröja, tvättas i maskin och till och med överleva att bli överkörd av en lastbil. Det låter som science fiction, men forskare vid Fudan University i Shanghai har nu förvandlat denna vision till verklighet genom en banbrytande ny fiberteknik.
I jakten på nästa generations bärbara teknik har storleken och hållbarheten alltid varit de största hindren. Men nu rapporteras ett genombrott som kan förändra spelplanen för allt från smarta kläder till medicinsk utrustning. Forskarna har lyckats utveckla en så kallad Fiber Integrated Circuit (FIC), en krets integrerad direkt i en flexibel tråd.
En arkitektur inspirerad av sushi
Det som gör denna uppfinning unik är inte bara dess storlek, utan hur den är konstruerad. Tråden är tunnare än ett mänskligt hårstrå, med en diameter på endast 50 till 70 mikrometer. Trots denna mikroskopiska skala har forskarna lyckats integrera upp till 100 000 transistorer per centimeter.
Hemligheten bakom denna täthet ligger i designen. Forskarna har använt sig av en flerskiktad spiralarkitektur som i källmaterialet liknas vid en “sushi-rulle”. Genom att rulla lagren på detta vis har man kunnat maximera prestandan på en minimal yta utan att offra flexibiliteten.
Tål lastbilar och tvättmaskiner
När vi talar om elektronik är ömtålighet ofta en faktor, men denna fiberkrets verkar vara byggd för extrema förhållanden. Testerna som utförts vid universitetet visar på en exceptionell tålighet.
Enligt rapporterna förblir fibern funktionell även efter att ha krossats av en 15,6 ton tung lastbil. Den är dessutom designad för att klara av vardagens slitage; den överlever 10 000 böjningscykler och är helt maskintvättbar. Detta är en avgörande egenskap för att tekniken ska kunna integreras i kläder som vi använder dagligen.
Prestanda i klass med en klassisk CPU
Man skulle kunna tro att en tråd så tunn som ett hårstrå skulle ha begränsad kapacitet, men forskarna menar att en enmeterslängd av denna tråd erbjuder processorkraft jämförbar med en “klassisk CPU”.
Denna kombination av kraft, flexibilitet och hållbarhet öppnar dörren för en rad futuristiska applikationer. Forskarna pekar ut smarta textilier som ett uppenbart användningsområde, men ser även potential inom mer avancerade fält som hjärna-dator-gränssnitt (BCI) och bärbar teknik för virtuell verklighet (VR).
Med denna teknik tar vi ett steg närmare en värld där datorn inte är något vi bär på oss, utan något som är en del av tyget vi klär oss i.