علماء صينيون يدمجون شرائح إلكترونية بحجم الشعرة في الألياف.. ثورة المنسوجات الذكية

في إنجاز علمي قد يغير وجه صناعة الإلكترونيات، نجح علماء صينيون في دمج شرائح إلكترونية متكاملة داخل ألياف دقيقة للغاية. لا يتجاوز سمك هذه الألياف شعرة الإنسان الواحدة.

هذا التطور غير المسبوق يمهد الطريق لجيل جديد من المنسوجات الذكية والإلكترونيات القابلة للارتداء، بقدرات حوسبية لم تكن ممكنة من قبل. البحث الذي نشرته مجلة “نيتشر” العلمية المرموقة، كشف عن قدرة هذه الألياف المرنة على حمل دوائر إلكترونية متكاملة، بكثافة ترانزستورات تضاهي تلك المستخدمة في معالجات الحواسيب الشخصية.

لم تعد الإلكترونيات المعتمدة على الألياف مجرد مستشعرات بسيطة أو موصلات للطاقة. الفريق البحثي، الذي يضم باحثين من الأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة فودان بشنغهاي، دفع بالحدود إلى مستوى جديد تمامًا.

تمكنوا من تطوير دوائر متكاملة كاملة، تعمل كخيوط دقيقة. هذا يعني عمليًا إمكانية غسل الأقمشة التي تعمل كالحواسيب أو شاشات العرض.

أطلق العلماء على ابتكارهم اسم “الدائرة المتكاملة الليفية” (Fibre Integrated Circuit – FIC). الطريقة التقليدية لتصنيع الشرائح تعتمد على ركائز مسطحة وصلبة.

لكنهم ابتكروا أسلوبًا جديدًا: بناء الدوائر الوظيفية على شرائح مرنة وقابلة للتمدد. ثم تُلف هذه الركيزة المرنة، التي تحمل الدوائر، على شكل أسطوانة دقيقة للغاية. لتتحول في النهاية إلى ليف إلكتروني رفيع، بقطر شعرة الإنسان.

رغم نحافة الليف الشديدة، أظهرت الاختبارات قدرته على تحقيق كثافة ترانزستورات تصل إلى 100 ألف ترانزستور في السنتيمتر الواحد. هذا المستوى يطابق المعايير الصناعية لتقنيات التكامل واسع النطاق جداً (VLSI)، المستخدمة في أحدث الشرائح الإلكترونية التقليدية.

الأهم أن هذه الكثافة العالية تتحقق مع الحفاظ الكامل على مرونة الليف. يمكنه الانحناء والتمدد دون أي تأثير على كفاءة الدوائر المدمجة بداخله.

هذه التقنية قد تمهد الطريق لجيل جديد من المنسوجات الذكية. ملابس يومية يمكنها مراقبة المؤشرات الحيوية، أو عرض البيانات، أو التفاعل مع الأجهزة الذكية الأخرى. كل هذا دون الحاجة لمكونات إلكترونية صلبة منفصلة.

التحول قد يطال مجالات متعددة. الرعاية الصحية، الرياضة، الواقع المعزز، وإنترنت الأشياء. قدرات الحوسبة والعرض ستكون جزءًا لا يتجزأ من النسيج نفسه.