🎯 科技前沿 · 纳米制造
一、从"削薄材料"到"嵌入分子"的范式跃迁🔥 一种全新制造工艺首次实现将功能分子"无损"嵌入电子器件,为分子级芯片与柔性电路打开量产之门。
长久以来,电子器件的制造走的都是"自上而下"的老路——在一块大材料上刻蚀、剥离,越做越细,直到逼近物理极限。而新制造工艺走了一条相反的路:把具备光、电、磁功能的有机分子,直接、无损地嵌入到电子器件的功能结构中,让单个分子成为电路的真正单元。这条"自下而上"的路线,正是分子电子学从实验室走向产线的关键一步。
所谓"无损嵌入",核心在于突破了传统工艺中分子受热、受电、受化学侵蚀而失活的难题。过去要把脆弱的分子放进器件,往往在焊接、沉积、光刻的高温高压环境下被破坏,导致"装进去就失效"。新工艺借助温和的溶液自组装与模板引导,把分子像拼积木一样精确摆放到位,全程不损伤其功能基团。
二、分子级电路,为什么是下一代的必答题摩尔定律走到今天,硅基晶体管已经进入原子尺度,再往下走,漏电、发热、量子隧穿等效应愈发难以控制。业内普遍认为,当制程逼近2纳米以下,传统硅芯片的性能红利会逐步见底。而功能分子直径通常只有零点几纳米,理论上能把集成度再提升一到两个数量级,同时功耗大幅下降。
这项工艺的现实意义还在于"可用性"。据研究团队披露,新方法可推广到多种金属和功能分子,样本稳定性、可批量制备性都有了明显提升。若结合柔性基底,未来或可实现可穿戴设备、植入式传感器等全新器件形态,让电子系统从"硬板子"走向"软材料"。
三、离量产还有多远,机会与挑战并存乐观地说,无损嵌入工艺把分子器件推向实用阶段。但要落地,仍有三道坎要迈:一是分子器件的一致性,如何保证亿万级数量的分子排布整齐划一;二是器件寿命,分子在长期通电下的稳定性有待验证;三是与现有硅基产线的兼容,能否在不推翻现有工厂的前提下平滑接入。
从更大视角看,这场"分子级制造革命"已经不只是一项论文成果,而是各国角力下一代信息技术的战略赛道。谁先在分子电子器件上跑通量产,谁就可能握住后摩尔时代的话语权。
综合新华社、中国日报报道 | 2026-08-21