根據復旦大學的官方分享，彭慧勝及陳培寧團隊突破了傳統硅基芯片的研究模式，率先提出並製作了「纖芯片」。這種芯片能在彈性的高分子纖維內實現大規模集成電路，成功將供電、感測、顯示及信號處理等多功能集成於一根纖維中，為纖電子系統打開全新的整合途徑。研究人員指出，這種「纖芯片」在虛擬現實領域的觸覺反饋方面具有重要作用。
長期以來，纖系統的整合普遍依賴硬質芯片電路板，但這與纖維的柔軟、透氣及可編織特性並不相容。陳培寧解釋道：「帶有硬質電路板的纖系統舒適性差，連接不穩定，且植入體內存在安全風險，因此我們意識到必須將信息處理模組也製作成纖維形態。
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基於這樣的思路，團隊創造性地提出了「纖芯片」的概念，並跳出「僅利用纖表面」的慣性思維，設計出多層旋疊架構，即在纖維內部構建多層集成電路，形成螺旋式旋疊結構，從而最大化利用纖維內部空間。研究生王臻形容道：「我們借鑒了‘卷壽司’的方法，先在彈性高分子表面完成高精度微納加工，然後將其‘卷’成纖維形態，形成多層旋疊架構。」
經過近五年的摸索及幾代學生的接力攻關，團隊先後攻克了高分子表面平整化、耐溶劑侵蝕、形變下電路穩定等多個技術難題，最終成功製作出具有信息處理功能的「纖芯片」。
這款「纖芯片」不僅保持了纖維的柔軟及可編織特性，還實現了電阻、电容、二極管、晶體管等電子元件的高精度互連，光刻精度達到了實驗室級光刻機的最高水平。
這意味著，基於「纖芯片」，未來可將發光、感測等模組直接集成在一根纖維上，形成無需外接設備的全閉環系統，甚至實現自供能。
透過晶體管與電容、电阻等電子元件的高效互連，「纖芯片」可實現數字、模擬電路運算等功能，集成有機電化學晶體管後，還可完成神經計算任務。
實驗推算顯示，按照目前實驗室級1微米的光刻加工精度，長度為1毫米的「纖芯片」可集成數萬個晶體管，其信息處理能力可與一些醫療植入式芯片相當。若「纖芯片」的長度擴展至1米，其集成晶體管的數量有望提升至百萬級別，達到與經典計算機中央處理器相當的集成水平。
陳培寧表示：「一根頭髮絲粗細的纖維，就能集成感測、處理、刺激反饋等閉環功能，這在過去是一個不小的挑戰。」這項研究成果有望為虛擬現實等多個領域的變革發展提供有力支撐。
在虛擬現實領域，傳統的觸覺交互手套依賴硬質傳感器和芯片，難以緊密貼合皮膚，並在遠程手術等精細操作中存在局限。基於「纖芯片」的智能觸覺手套兼具全柔性與透氣性，可集成高密度感測與刺激陣列，更精確地模擬不同物體的力學觸感。王臻解釋道：「醫生戴著它做遠程手術，能清晰感知臟器硬度；遊戲玩家佩戴時，能逼真觸摸虛擬道具，就像擁有了‘第二皮膚’。
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相關論文標題為《Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture》。該研究得到了國家自然科學基金委、科技部、上海市科委等項目的支持。
