حقق علماء صينيون إنجازًا علميًا غير مسبوق، بعد نجاحهم في تطوير شريحة إلكترونية شبه موصلة مدمجة داخل ألياف فائقة الدقة لا يتجاوز سُمكها سُمك شعرة الإنسان، في خطوة قد تُحدث تحولًا جذريًا في مستقبل الإلكترونيات القابلة للارتداء والمنسوجات الذكية.

دراسة منشورة في Nature

وبحسب دراسة نُشرت في مجلة Nature العلمية، تمكن الباحثون من تصنيع شرائح ألياف مرنة بالكامل، تحتوي على دوائر إلكترونية متكاملة مدمجة داخل خيوط قابلة للتمدد، وبكثافة ترانزستورات تضاهي تلك المستخدمة في وحدات المعالجة المركزية للحواسيب المنزلية، ما يمثل قفزة نوعية في مجال الإلكترونيات المرنة، وفقًا لوكالات.

طفرة في إلكترونيات الألياف

ويأتي هذا الإنجاز امتدادًا للتطورات التي شهدها مجال إلكترونيات الألياف خلال السنوات الماضية، والتي كانت تقتصر في السابق على وظائف محدودة مثل الاستشعار أو نقل الطاقة، لكن الفريق البحثي، الذي يضم علماء من الأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة فودان في شنغهاي، نجح هذه المرة في تصنيع دوائر إلكترونية متكاملة بالكامل على هيئة خيوط دقيقة، ما نقل الأقمشة الإلكترونية إلى مرحلة أكثر تقدمًا وتعقيدًا.

ألياف تقوم بالحوسبة والعرض

وأوضح العلماء أن هذا التطور يسمح للألياف الجديدة بأداء عمليات حوسبة مشابهة لتلك التي تنفذها الشرائح الإلكترونية التقليدية، إضافة إلى إمكانية عرض المعلومات، ما يفتح المجال أمام إنتاج أقمشة قابلة للغسل تعمل كحواسيب أو شاشات عرض مرنة.

«الدائرة المتكاملة الليفية»

وطوّر الباحثون جهازًا إلكترونيًا أطلقوا عليه اسم «الدائرة المتكاملة الليفية» (Fibre Integrated Circuit – FIC)، حيث اعتمدوا نهجًا مختلفًا عن الأساليب التقليدية التي تقوم على تصنيع الدوائر فوق شرائح صلبة ومسطحة.

وقام الفريق ببناء الدوائر الإلكترونية على ركائز مرنة وقابلة للتمدد، ثم لفّها على هيئة أسطوانة دقيقة للغاية، لتتحول في النهاية إلى ليف إلكتروني رفيع لا يتجاوز قطره قطر شعرة الإنسان.

كثافة ترانزستورات بمعايير صناعية

وعلى الرغم من نحافة هذه الألياف، أظهرت الاختبارات أنها قادرة على تحقيق كثافة تصل إلى 100 ألف ترانزستور في السنتيمتر الواحد، وهو مستوى يوازي المعايير الصناعية المعتمدة في تقنيات التكامل واسع النطاق جدًا (VLSI) المستخدمة في صناعة الشرائح الإلكترونية التقليدية، والأهم أن هذه الكثافة العالية تتحقق مع الحفاظ على مرونة الليف، بما يسمح له بالانحناء والتمدد دون التأثير على أداء الدوائر الإلكترونية.

اقرأ ايضًا:

أنثروبيك توسّع دمج «كلود» في مايكروسوفت إكسل لمشتركي باقة Pro

آفاق واسعة للمنسوجات الذكية

ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تمهد الطريق أمام جيل جديد من المنسوجات الذكية القابلة للارتداء، والتي يمكن دمجها مباشرة في الملابس اليومية لتوفير وظائف متقدمة، مثل مراقبة المؤشرات الحيوية، وعرض البيانات، والتفاعل مع الأجهزة الذكية الأخرى، كما يتوقع العلماء أن تُحدث هذه الألياف الإلكترونية تحولًا في قطاعات متعددة، من بينها الرعاية الصحية، والرياضة، والواقع المعزز، وإنترنت الأشياء، عبر دمج قدرات الحوسبة والعرض داخل النسيج نفسه دون الحاجة إلى مكونات إلكترونية منفصلة.