Chip a fibra flessibile: la Cina reinventa i semiconduttori con una tecnologia sottile come un capello

Il mondo dell’elettronica, fino a oggi, si è basato su un dogma apparentemente inscalfibile: i chip sono rigidi, piatti e fatti di silicio. Un’ortodossia industriale che ha alimentato decenni di crescita, ma che ha mostrato limiti evidenti quando si è trattato di integrare la tecnologia nel tessuto vivente o nei capi di abbigliamento. Ora, dalla Cina, e precisamente dai laboratori della Fudan University, arriva una novità destinata a cambiare lo scenario: un chip in fibra, flessibile, sottile come un capello umano, ma con una potenza di calcolo che non ha nulla da invidiare ai processori tradizionali.

Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature, non è il solito annuncio di laboratorio destinato a finire nel dimenticatoio, ma un passo concreto verso l’elettronica indossabile e la bioingegneria del futuro.

La tecnica del “sushi”: una rivoluzione produttiva

La genialità della scoperta guidata dal ricercatore Peng Huisheng risiede nel metodo di produzione. I semiconduttori tradizionali mal sopportano la torsione e sono ostili all’impianto nei tessuti viventi. Per superare questo ostacolo, il team cinese ha tratto ispirazione dalla cucina, e in particolare dal modo in cui vengono preparati i rotoli di sushi.

Invece di tentare di costruire i circuiti direttamente su un filo, processo tecnicamente impervio, gli ingegneri sono partiti da una base piatta. Hanno creato un foglio di polimero estensibile, levigato fino a ottenere una rugosità inferiore a 1 nanometro. Su questa base ultra-piatta, hanno applicato i processi standard dell’industria dei chip, come la litografia, inserendo transistor, resistori e condensatori.

Successivamente, il chip è stato “corazzato” con uno strato protettivo per resistere ad agenti chimici e usura. Infine, il foglio è stato arrotolato in una stretta spirale, sigillando l’elettronica all’interno di una fibra. Il risultato è un Circuito Integrato in Fibra (FIC) che unisce flessibilità e altissima densità di calcolo.

Dati tecnici e resilienza: un chip “indistruttibile”

L’aspetto più impressionante di questa tecnologia, descritta con dovizia di particolari su Nature, è la combinazione tra potenza di calcolo e resistenza fisica. Per un pubblico tecnico, o semplicemente curioso dell’evoluzione industriale, i numeri parlano chiaro.

Come appare il chip – filo

Ecco le caratteristiche principali del nuovo chip in fibra:

• Densità di transistor: 100.000 transistor per centimetro. Un metro di questa fibra equivale, in termini di capacità, a una CPU tradizionale di vecchia generazione.
• Elaborazione del segnale: È in grado di gestire sia segnali digitali che analogici, con una capacità di calcolo neurale sufficiente per il riconoscimento delle immagini.
• Test di flessibilità: Può essere allungato di oltre il 30% rispetto alla sua lunghezza originale e attorcigliato fino a 180 gradi per centimetro senza danni.

Il chip è stato testato con una serie successiva di piegature, riuscendo a resistere a 10 mila cicli di piegatura. Inoltre è stato compresso da un camion con 15 tonnellate di peso resistente. Inoltre neanche i lavaggi in lavatrice o le temperature fino a 100 gradi sono riusciti a danneggiarlo. Questo rende il nuovo chip potenzialmente un successo industriale.

Un chip che resiste al peso di un camion da oltre quindici tonnellate non è solo una curiosità ingegneristica, ma la dimostrazione di una maturità tecnologica pronta per il mercato.

Le applicazioni: dal Metaverso alla medicina

L’importanza di questa innovazione risiede nel suo impatto potenziale sull’economia reale e sui futuri investimenti, in una logica tipicamente keynesiana dove l’innovazione tecnologica stimola nuovi mercati e consumi. Fino a oggi, la tecnologia indossabile ha richiesto moduli rigidi e ingombranti. Con i FIC, un maglione potrebbe diventare un computer.

Le applicazioni ipotizzate dai ricercatori sono molteplici:

1. Realtà Virtuale (VR) e Gaming: Guanti in grado di far “sentire” la consistenza e la durezza degli oggetti virtuali, elaborando i dati localmente senza latenze.
2. Chirurgia a distanza: Strumenti che permettono ai chirurghi di “percepire” la consistenza dei tessuti biologici anche a migliaia di chilometri di distanza.
3. Interfacce cervello-computer (BCI): Il corpo umano è fatto di tessuti molli. Un’elettronica rigida crea rigetto o danni. Una fibra flessibile, come sottolineato da Peng Huisheng, è compatibile con la morbidezza umana, aprendo le porte a impianti neurali di nuova generazione.

Il lavoro della Fudan University chiude un cerchio storico. I dispositivi elettronici in fibra avevano già raggiunto funzioni come l’alimentazione, il rilevamento e il display, ma mancava il “cervello”, ovvero un processore capace di elaborare i dati a livello locale.

Mentre l’Occidente si concentra sulla contesa geopolitica del silicio tradizionale e dei grandi server per l’Intelligenza Artificiale, la Cina ha silenziosamente colmato una lacuna fondamentale per i sistemi del futuro. La capacità di creare un circuito chiuso all’interno di una singola fibra, senza la necessità di processori esterni rigidi, non è solo un traguardo tecnico, ma un salto di paradigma che le nostre industrie dovrebbero osservare con estrema attenzione.

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