中國科學院院士、東華大學教授朱美芳與東華大學研究員王剛等，通過“微流控”編碼紡絲，將電子器件及其連接關系融入連續纖維的內部結構，實現纖維成形與電路構筑同步進行，讓纖維本身成為電路，這意味著編織機器人電子皮膚成為可能。相關成果近日發表於國際期刊《自然·電子學》（Nature Electronics）。

具身智能的高速發展，需要電子系統適應機器人的復雜形態與運動變化。柔軟、可彎曲的纖維，為電子功能融入這些結構提供了新的載體。然而，從單個纖維器件走向功能電路，必須同時解決材料排布、器件結構和電連接問題。如何在纖維成形過程中將這些環節協同起來，成為纖維電子走向系統集成的關鍵。

面對這一挑戰，王剛等研究人員通過精密流體設計，將電路布局轉化為紡絲程序。在纖維橫截面上，調控導電、絕緣、發光或半導體材料的流體性質，形成穩定的不同功能層。而在沿纖維長度的方向上，通過調節各路紡絲液的輸入，使功能層按照設計連續或間斷，形成器件之間的電連接。

這一過程以流體編碼電路的方式，將設計好的材料組合與流體輸入程序“寫入”纖維內部的器件結構與連接關系。由此，纖維的材料層次、器件結構和電路互連，隨著成形過程共同建立，讓纖維本身成為電路。

基於這一創新性的紡絲平台，團隊構筑了彩色電致發光、模擬信號處理、數字邏輯運算和非接觸空間感知等模塊，並進一步將晶體管、電阻、電容等不同類型器件按設計互連，在單根纖維內實現可調濾波電路、反相器等電路功能。

基於此，這項研究從多類功能模塊的分別構筑，推進到不同器件在纖維內協同工作的電路集成，展示了按功能需求設計和制造纖維電路的能力，從而為纖維電子進一步組合感知、處理等功能，提供了可拓展的電路基礎。

（來源：解放日報 記者 徐瑞哲）