咱国家的科研团队最近搞出个大动静，说是在头发丝上盖高楼。一根才50微米宽，比头发还细的纤维，居然能处理信号、感受周围变化，还能输送能量。最近西安电子科技大学杭州研究院的保宏教授和周赟磊副教授带队，在异质纤维电子器件这块儿取得了突破。他们搞了个连续液相加工的方法，把各种功能材料给集成到一根纤维里了，这成果发在了《自然·通讯》上。 单根纤维电子器件说白了就是把电子功能揉进那种微纳米级别的纤维里头。跟以前那些硬邦邦的电子设备比，它特别柔软轻薄，能随便弯随便编，不光能跟衣服混着穿，还能塞进一些狭窄或者结构复杂的地方去干活。形象点说，这就是一根比头发还细的线，但已经不是普通的纱线了，它自己能感知环境、处理信息再给点反应。以后要是用来做衣服，就能实时盯着心率、体温、你怎么动的甚至周围环境有啥变化。 不过要在那种细细的圆柱形纤维表面造楼可没那么简单，得在上面盖一层导电的、一层惰性的材料，还得让这些材料合在一块儿不乱跑。周赟磊打比方说，“你想想在头发丝上盖个啥都有的大楼”，每一层都得铺得均匀，还得粘得紧紧的，关键是这根头发丝还得能随便卷、随便拽。 针对这一难事儿，团队琢磨出了一套“连续液相加工”的活儿法。这活儿法能按需求在纤维表面弄一层液态金属当导体，再弄一层生物感知的功能层。靠着这套法子做出来的纤维细到了50微米宽，还能一直不停地做很长的料——一次能做出50米长的来。 这技术的秘密在于它独特的“无缝集成”策略。研究组用弹性纤维做底衬子，在材料界面上下功夫搞结合层。这层结合层让液态金属能均匀地沉积上去，同时还能把那个不会导电的惰性界面也给盖严实了。这样一来，导电通路跟生物打交道的界面就在同一个轴上合二为一了。 多根纤维缠在一起再一扭一拧，就搭成了一个多通道的传感系统。这套系统能同时把很多点上的信号都收下来。拿着这个平台他们做了很多验证实验：从体外测体温到体内搞调控，从信号感知到能量传输。 在无线能量传输这块儿他们很牛。利用纤维的柔软性和导电性，把它像绣花一样绣到了普通布料里头做成柔性的天线和电感线圈。就算是反复折、反复扭、反复拉都不怕变形大。“我们把它揉成一团再摊开看看，”周赟磊说，“电性能几乎没啥变化。”甚至泡在水里边也能稳定地点亮好几组发光二极管。 测心电和肌电也挺厉害的。他们把纤维电极贴在人的胳膊上手腕上做实验。结果显示不管是你坐着不动还是在活动的时候，信号都很准。在运动的时候抗干扰能力也比那种传统的凝胶电极强多了。 保宏教授还提到，“进一步搭起来的四通道肌电采集系统再配上机器学习算法”，就能帮着识别手势动作了。这说明这项技术在让机器和人更聪明互动、看人的康复情况、分析运动轨迹还有假肢控制这些方面潜力很大。“这就是未来人机交互的那个样子。” 除了体外监测还有体内神经调控呢。研究人员把这些纤维放进老鼠坐骨神经周围做实验。“看着老鼠的后肢跟着电流节奏一缩一缩的，”博士生袁江南说，“真的觉得咱们的研究正在跟生命交流。”结果显示不管是低频还是高频刺激都能让后肢稳稳地收缩，成功的概率接近100%。 从这些技术上的突破就能看出来前景很广阔。从能穿在身上的健康监测器到能埋在身体里调控神经的东西，这都给生物电子医学和智能交互打开了一扇新门。 据了解目前这个平台已经证明在外周神经调控这块儿行得通了。未来很可能还能用到脑机接口、脊髓刺激这些前沿领域去。同时在那种软软的智能系统里也有很大的用武之地呢！