小型的可穿戴或植入式电子设备正在逐渐成为监测健康、诊断疾病以及提供改进的治疗方法的重要工具。为了确保这些设备不会加剧或损害周围组织，需要具备足够的柔软性，能够随着身体的运动而弯曲和拉伸，同时不会造成刮伤或损害。
在这个背景下，斯坦福大学的研究人员开发出了一种新型的软集成电路，其功能强大到足以驱动微型LED屏幕，同时尺寸小到足以读取一平方厘米内的数千个传感器。
这项研究的重要成果发表在《自然》杂志上，研究人员展示了一种新的类肤集成电路设计和制造工艺，其尺寸比之前的版本小五倍，运行速度高达一千倍。通过这项创新，他们成功驱动了微型LED屏幕，并且能够检测比人类指尖更灵敏的盲文阵列。
研究团队的负责人之一、斯坦福大学化学工程学院的KK Lee教授表示：“我们已经取得了重大飞跃。可伸缩集成电路现在第一次变得足够小、足够快，足以满足许多应用的需要。”这一创新有望使得可穿戴传感器和植入式神经和肠道探针更加灵敏，能够操作更多的传感器，并且可能消耗更少的功率。
这项电路的核心技术是由鲍实验室开发的可拉伸晶体管，由半导体碳纳米管和软弹性电子材料制成。与传统的硅材料相比，这些碳纳米管夹在弹性材料之间，具有鱼网状结构，使得它们在拉伸和变形时仍能正常工作。此外，晶体管和电路以及可拉伸的半导体、导体和介电材料被图案化到可拉伸的基板上。
在最新的一次演示中，研究人员将2500多个传感器和晶体管安装到一平方厘米的区域内，创建了一个比人类指尖更灵敏十倍以上的有源矩阵触觉阵列。
此外，研究人员还成功驱动了刷新率为60 Hz的微型LED显示器，这是计算机或电视屏幕的典型刷新率。
这些性能的提升意味着这些电路可以在更广泛的应用领域中发挥作用，包括生物医学应用和软机器人领域。
使用盲文，你通常一次只能感觉到一个字母。有了如此高的分辨率，你只需轻轻一按就可以感知整个单词，甚至可能感知到整个句子。这项技术的未来仍然面临挑战，但最近的发展为可穿戴和植入式电子产品开辟了一些非常令人兴奋的生物医学应用。
研究人员还计划开发出可以与现有制造工具配合使用的材料和工艺，以便这些电路更容易地进入商业制造。然而，在这些可拉伸的软集成电路准备商业化之前，仍然需要克服一些挑战，例如身体和组织的运动可能导致电路的电气特性发生变化，以及这些设备在投入使用之前需要某种软防潮保护。
这一创新有望让我们迈向一个充满可能性的未来，在这个未来中，我们能够利用柔性电子产品更好地监测健康、诊断疾病，并提供更有效的治疗方法。
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