This post is also available in:
English (אנגלית)
האלקטרוניקה הופכת חכמה יותר, אך לא בהכרח גמישה יותר. מרבית השבבים המודרניים עדיין מיוצרים על גבי פרוסות סיליקון קשיחות, הנסדקות, מתקלקלות או מאבדות ביצועים כאשר הן מתכופפות או מתעוותות. קשיחות זו הפכה לצוואר בקבוק עבור יישומים הדורשים אלקטרוניקה שיכולה לנוע יחד עם גוף האדם, לשרוד עומסים פיזיים קשים או להשתלב בחומרים גמישים כגון ביגוד, ציוד רך או שתלים רפואיים.
שבב חדש המבוסס על סיב מצביע על דרך לעקוף מגבלה זו. חוקרים פיתחו שבב עיבוד המעוצב כסיב בעובי הדומה לשערת אדם, המשלב יכולת חישוב ממשית עם עמידות מכנית קיצונית. במקום להטמיע אלקטרוניקה על מצע קשיח, התכנון בוחן מחדש מן היסוד כיצד שבב נבנה.
על פי דיווח של Interesting Engineering, התהליך התחיל במבנה שטוח. המהנדסים יצרו תחילה יריעת פולימר גמישה וחלקה במיוחד, ועל גביה יצרו רכיבים אלקטרוניים קונבנציונליים — טרנזיסטורים, נגדים וקבלים — באמצעות טכניקות ייצור סטנדרטיות של תעשיית המוליכים למחצה. לאחר השלמת המעגלים, הם נאטמו תחת שכבת פולימר מגינה ולאחר מכן גולגלו לסליל הדוק, בדומה לגלגול סושי. התוצאה הייתה סיב אלקטרוני אטום, שבתוכו המעגלים מוגנים ומשולבים.
מבנה זה מעניק לשבב שילוב יוצא דופן של גמישות ועמידות. ניסויים הראו כי הסיב יכול להתכופף יותר מ־10,000 פעמים, להימתח מעבר ל־30 אחוז מאורכו, להתפתל עד 180 מעלות ולשרוד שחיקה, כביסה וטמפרטורות של עד 100 מעלות צלזיוס. באחת ההדגמות, הסיב המשיך לפעול גם לאחר שנדרס על ידי משאית במשקל 15.6 טון.
למרות ממדיו הזעירים, הסיב נושא עוצמת עיבוד משמעותית. עם כ־100 אלף טרנזיסטורים לכל סנטימטר, מטר אחד של החומר מספק יכולת חישוב הדומה לזו של מעבדים עצמאיים מוקדמים. הוא מסוגל לטפל באותות אנלוגיים ודיגיטליים כאחד, ואף לבצע זיהוי תמונה בסיסי בסגנון רשתות עצביות, כך שהעיבוד מתבצע מקומית במקום להישלח למערכת חיצונית.
אף שהיישומים המיידיים מכוונים לאלקטרוניקה לבישה ולטכנולוגיה רפואית, ההשלכות עבור תחומי הביטחון והגנת המולדת ברורות; עיבוד מבוזר וגמיש המשולב במדים, בחיישנים רכים או בציוד מגן עשוי לאפשר ניטור בזמן אמת ללא צורך באלקטרוניקה מגושמת. סיבים כאלה יכולים גם לתמוך בחישה מישושית במערכות שליטה מרחוק או לשמש כאלקטרוניקה עמידה במיוחד בסביבות שבהן חומרה קשיחה נוטה להיכשל.
באמצעות הפיכת החישוב למשהו שיכול להתכופף, להימתח ולשרוד פגיעות קשות, שבבים מבוססי סיב מאתגרים הנחות יסוד ארוכות שנים לגבי המקום שבו עיבוד יכול להתקיים — ועד כמה הוא יכול להיות קשיח.
המחקר פורסם כאן.
