一根细过发丝的纤维，正在“织造”一个智能互联的未来：直径仅50微米的它，既能传输信号、感知数据，又能传递能量，柔软如丝、可弯可编。把它织进衣服，就能实时监测心率；把它植入体内，还能精准调控神经。
近来，西安电子科技大学团队在异质纤维电子器材制作范畴获得重要打破，成功将多种功用资料集成在单根超细纤维上，为生物电子医学和智能人机交互打开了一扇新大门。
单根纤维电子器材，是把电子功用做在超细纤维上的新式技能。和传统硬邦邦的电子元件比较，它更轻、更软、能曲折，还能像线相同被织造，既能够和布料完美结合，也能在狭小、杂乱的环境里完结感知和信号收集。简单说，它不再仅仅用来织布的线，而是一根微型智能器材，能感知环境、处理信息、做出反应，用它做成的智能服装，能够每时每刻监测心率、体温、运动状况和环境改变。
但想在这么细的纤维外表做出导电层、保护层等杂乱结构，还要确保功用安稳，一直是职业难题。西安电子科技大学杭州研讨院周赟磊副教授打了个形象的比如：“就像在一根头发丝上建一座功用完全的小楼，每一层资料都要铺得均匀、粘得结实，并且这根‘头发’还要能随意弯、随意拉。”
为此，团队研宣布一套接连液相加工工艺，在纤维外表精准做出液态金属导电层和生物感知功用层，让一根纤维一起具有信号传输、传感监测、电影响等多种功用。用这种办法做出的多功用电子纤维，最细只要50微米，还能规模化接连生产，一次就能拉出50米长。
这项技能最中心的立异，是一套层层堆积的接连液相集成制作办法。研讨团队以弹性纤维为根底，经过界面处理让资料结合得更结实，再均匀镀上液态金属，一起做好慵懒保护层，让导电线路和生物交互界面在同一根纤维上完美交融。
终究，单根纤维既能高效传输信号，又能安稳与生物安排交互，各层资料结合严密、结构明晰，真实的完结了结构和功用的“无缝集成”。团队还把多根纤维拧合在一起，做成多通道传感体系，可一起收集多个方位、多种类型的数据。
这套技能渠道优势非常杰出：单根纤维就能集成多种功用，体积细巧、传输效率高、生物界面安稳；在重复弯折、拉伸和杂乱生理环境下，电学功用仍然牢靠；所用资料生物相容性好，满意植入体内的安全要求；制作工艺扩展性强，既能做成织物，也能做成微型器材。
根据这一技能，团队从体外到体内、从感知到能量传输，打开了多场景使用验证。
在无线能量传输方面，研讨人员把这种纤维绣进一般布料，做成柔性天线和电感线圈。经过重复弯折、歪曲、拉伸，乃至揉成一团再打开，它的电阻改变远小于传统金属线，电学功用几乎不受影响。
在人体外表监测方面，团队把纤维电极贴在手腕、手臂上收集心电、肌电信号。效果显现，不管是停止仍是活动状况，信号都明晰保真，心电波形完好，肌电信号强弱和肌肉缩短程度高度对应。
研讨团队还搭建了四通道肌电收集体系，结合机器学习完成手势辨认，在智能人机交互、恢复监测、运动剖析、假肢操控等场景都展现出巨大潜力。
在体内神经调控试验中，团队将超细纤维植入大鼠坐骨神经周围进行电影响。试验显现，器材能够精准、安稳地调理神经，在不同频率和强度下，都能让大鼠后肢肌肉规则缩短，影响成功率挨近100%。
采访中记者经过查询了解到，该团队依托无缝集成技能完成纤维功用资料精准布局，构成“结构设计-制作工艺-使用验证”三位一体技能体系；该效果已在外周神经调控上得到验证，未来可使用于脑机接口、脊髓影响、可穿戴监测等前沿范畴；在智能软体体系相同潜力宽广，柔性超细纤维可打通体外监测与体内治疗的“距离”，然后勾勒出智能医疗与人机共生新图景。记者任娜