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穿戴型伸展IC,像纹身贴纸般依附在皮肤上

美国研究人员宣称,打造出最快速且可伸展的穿戴式IC,制成表皮电子系统能让医护人员远程无线监测病人……

美国威斯康辛大学-麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison;UW-Madison)的研究人员宣称打造出最快速且可伸展的穿戴式集成电路(IC),这一进展可望推动物联网(IoT)以及更多连网的高速无线世界进展。0fresmc

工程师们已经为寻求扩展穿戴式电子产品功能与应用的制造商——特别是致力于开发利用新一代无线宽带技术(即5G)的设备,打造出一款平台。0fresmc

这种可伸展的电路具有独特的结构,主要是由于受到双绞线对电话线的启发。基本上,它包含了两条以重复S曲线模式的超纤巧交错电力传输线。0fresmc

这种层层卷绕的形状——以2层分段的金属块组成,就像3D拼图一样——赋予传输线得以伸展而不影响性能的能力。它还有助于保护这些线路免于外界干扰,同时限制流经其间的电磁波,几乎完全消除了电流的损耗。目前,这些可伸展的整合电路可作业于高达40GHz的调频(RF)。0fresmc

此外,相较于宽度可能达到640微米(或0.64毫米)的其他可伸展传输线,这些新的可伸展电路只有25微米(或0.025毫米)厚。这是极其微小的,甚至小到足以在表皮电子系统等多种应用中实现高效率。0fresmc

以UW-Madison电子与计算机工程系教授Zhenqiang(Jack)Ma为主导的研究小组,在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊中发表了这项功能强大、高效率的IC研究细节。0fresmc

过去十年来,Ma的研究小组一直致力于开发所谓的晶体管主动组件。这项最新的进展结合了研究人员在高频与软性电子领域的专业技能。0fresmc

这项研究是由美国空军科学研究办公室(Air Force Office of Scientific Research)支持。“我们已经找到了一种新的方式,能将高频主动晶体管整合于可无线传输的有效电路中,”Ma表示,这“是一款平台,同时为许多的新功能开启了大门。”例如,在移动通信中,5G网络的宽广微波无线频率将能容纳越来越多的手机用户,同时大幅提高数据速率与覆盖率。0fresmc

在重症加护病房中,表皮电子系统(像纹身贴纸般贴附于皮肤上的电子)能让医护人员远程无线监测病人,透过减少电缆与电线的纠结,从而提高病人的舒适度。0fresmc

这篇文章的其他作者还包括UW-Madison 的Yei Hwan Jung、Juhwan Lee、Namki Cho、Sang June Cho、Huilong Zhang、Subin Lee、Tong June Kim与Shaoqin Gong,以及中国电子科技大学(University of Electronic Science and Technology of China)的Yijie Qiu等人。0fresmc

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