Çin’de Saç Teli Kadar İnce ve Esnek Fiber Çipler Üretildi
Çinli bilim insanları, insan saçı kadar ince tellerin içine eksiksiz elektronik devreler yerleştirebilen tamamen esnek fiber çipler geliştirdi.
Bu gelişme, elektronik tekstilleri yumuşak, esnek ve makinede yıkanabilir özelliklerini korurken, bilgisayar ve ekranlar gibi işlev görmeye daha da yaklaştırıyor.
South China Morning Post ( SCMP ) tarafından bildirilen bu çığır açıcı buluş , Şanghay’daki Fudan Üniversitesi’nde çalışan bir araştırma ekibinden geliyor.
Çin Bilimler Akademisi’nden Peng Huisheng önderliğindeki grup, elektronik devrelerin katı silikon levhaların ötesinde nasıl var olabileceğini yeniden düşünmek için on yıldan fazla zaman harcadı.
Araştırmacılar, düz çipleri kumaşa yapıştırmak yerine, kumaşın kendisi haline gelen bilgi işlem sistemleri geliştirdiler.
Geleneksel mikroçipler, sert, düzlemsel alt tabakalara dayanır. Fudan ekibi bu yaklaşımı, eksiksiz elektronik devreleri barındırabilen elastik alt tabakalarla değiştirdi.
Araştırmacılar daha sonra bu alt tabakaları iplik benzeri lifler haline getirerek, fiber entegre devreler veya FIC’ler olarak adlandırdıkları yapıları oluşturdular.
Her bir lif yaklaşık olarak bir insan saçının kalınlığındadır. Boyutuna rağmen, lif santimetre başına 100.000 transistör yoğunluğuna ulaşır.
Bu seviye, geleneksel işlemcilerde kullanılan çok büyük ölçekli entegrasyon için endüstri standardıyla eşleşiyor.
Mevcut laboratuvar fotolitografi sınırlarında bile, fiberler halihazırda anlamlı hesaplama görevlerini desteklemektedir. 1 milimetrelik bir fiber çip, on binlerce transistörü entegre edebilmekte ve bu da ona bazı tıbbi implant çiplerine kıyasla benzer bir bilgi işlem kapasitesi kazandırmaktadır.
Fiber uzunluğunun önemli ölçüde artırılması, işlem gücünü önemli ölçüde artırır. Bir metrelik bir fiber, klasik bilgisayar merkezi işlem birimlerinin ölçeğine yaklaşan milyonlarca transistörü entegre edebilir.
Nanometre ölçekli fotolitografideki gelecekteki gelişmeler, entegrasyon yoğunluğunu daha da artırabilir.
Daha önceki fiber optik elektronikler ağırlıklı olarak güç iletimine veya algılamaya odaklanırken, yeni fiber optikler komple mikrobilgisayar sistemleri olarak işlev görüyor.
Her bir tel, yüksek hassasiyetli bağlantılarla dirençleri, kapasitörleri, diyotları ve transistörleri entegre eder.
Sistem hem dijital hem de analog sinyalleri işler. Ayrıca, modern bellek içi görüntü işlemcilerinin performansına eşdeğer bir performans sunarak, görüntü tanıma görevleri için sinirsel tarzda hesaplamayı da destekler.
Gerçek dünya koşullarına uygun olarak üretilmiştir.
Araştırmacılar, lifleri sert çiplerin dayanmakta zorlandığı koşullara dayanacak şekilde tasarladılar. Testlerde, FIC’ler 10.000’den fazla bükme ve aşınma döngüsüne dayanmıştır.
Santimetre başına %30’a kadar uzadılar ve 180 derece büküldüler.
Elyaf lifleri 100’den fazla yıkama döngüsünden sonra bile işlevselliğini korudu.
100 derece Celsius’a (212 derece Fahrenheit) kadar olan sıcaklıklara dayanabildiler ve 15,6 tonluk bir konteyner kamyonunun altında sıkışmaya rağmen hayatta kaldılar.
Bu sonuçlar, ekibin güç kaynağı, algılama, hesaplama ve görüntüleme işlevlerini tek bir bağımsız fiber içine entegre etmesine olanak sağladı. Bu da akıllı giysilerde hantal harici çipler veya kablolamaya olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor.
Entegre sistemlere doğru
Son on yılda ekip, 30’dan fazla işlevsel fiber cihaz türü geliştirdi. Bunlar arasında enerji depolama, enerji üretimi, ışık yayılımı, ekran ve biyosensör uygulamaları için fiberler yer alıyor.
Araştırmacılar, laboratuvarda fiber çiplerin erken aşama ve ölçeklenebilir üretimini gösterdiler. Bu da mevcut altyapının gelecekteki seri üretimi destekleyebileceğini düşündürüyor.
Ekip, “Bu tamamen esnek elyaf sistemi, beyin-bilgisayar arayüzleri, akıllı tekstiller ve sanal gerçeklik giyilebilir cihazları gibi en son teknoloji uygulamalarında istenen etkileşimli desenlerin önünü açıyor” diye yazdı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Çin’de Saç Teli Kadar İnce ve Esnek Fiber Çipler Üretildi
Yapay Zekâ Destekli Boyunluk, Felç Geçiren Hastaların Tekrar Konuşmasına Yardımcı Oluyor