浙江杭州,浙江大学柔性电子实验室。
西湖边的柳树发芽了,但这间实验室里却是一片狼藉。
地上满是碎裂的玻璃渣、废弃的塑料膜,还有一团团纠缠在一起的乱线。
林远和顾盼刚一进门,就看见一个穿着白大褂、头发像爱因斯坦一样爆炸的老头,正拿着一把剪刀,对着桌上的一块透明薄膜发火。
“断了!又断了!”
老头一剪刀把薄膜剪成了两半,气呼呼地扔进垃圾桶。
他叫苏教授。国内柔性电子领域的泰斗,也是个着名的“暴脾气”。
“苏教授,”林远小心翼翼地绕过地上的垃圾,“我是……”
“我知道你是谁!”苏教授没好气地打断他,“那个在新加坡搞出大动静的林远嘛。怎么?硬骨头啃不动了,想来啃我们这块软骨头?”
“苏教授,我是来求教的。”林远拿起桌上的一块废膜,“我想造一种光子皮肤。”
“像创可贴一样,贴在任何物体表面,里面还能跑光信号,能计算。”
苏教授听完,像看傻子一样看着林远。
“林老板,你是不是觉得,这就跟贴手机膜一样简单?”
苏教授拿起一根光纤。
“光纤是玻璃做的,硬的。你把它弯一下试试?”
林远试着弯了一下。
“咔嚓。”
光纤断了。
“看见了吧?”苏教授摊手,“光是直性子,玻璃是脆骨头。你非要让它变软,还要让它拐弯?”
“这就像让火车跑过山车,还得保证不脱轨。”
“我们搞了五年,也只能做到微弯。稍微折叠一下,光就全漏出去了,信号归零。”
“你要做光子皮肤?除非你能造出软玻璃。”
林远没被吓退。
他知道这是违反直觉的,但并非违反物理规律。
“苏教授,我们不一定要用玻璃。”
林远拿出一块他在新加坡做出来的“海丝胶”样品(固化后的)。
“这东西是透明的,也是软的。”
“如果我们用这种高分子材料做光导管呢?”
苏教授看了一眼,冷笑一声。
“材料是软了,但光还是那个光啊。”
苏教授拿过一根透明的软管,一头接上激光笔,另一头对着墙。
当管子是直的时候,墙上有个红点。
但是,当苏教授把管子打了个结,或者用力弯折一下。
墙上的红点消失了。
取而代之的,是管子弯折的地方,亮起了一团红光。
“看到了吗?”苏教授指着弯折处。
“光是有离心力的。当管子弯得太急,光就会甩出去!”
“就像车开太快,转弯的时候会冲出跑道一样。”
“这就叫弯曲损耗。”
“你的光子皮肤是要贴在关节上的,是要折叠的。一折叠,光全漏了,信号怎么传?”
这是一个物理死结。
材料软了,光没变。
弯道急了,车必翻。
林远盯着那个发光的弯折点。
“既然光想往外冲……”
“那我们就把它挡回来。”
“挡?”
“对。全反射。”
林远在白板上画图。
“光纤之所以能传光,是因为里面有两层:芯层和包层。”
“芯层折射率高(路好走),包层折射率低(路难走)。”
“光不喜欢走难走的路,所以碰到包层就弹回来了。”
“现在光漏出去了,说明包层挡不住了。”
“那我们就加强包层!”
“怎么加强?加厚?”顾盼问。
“不。”林远摇头,“厚了就不软了。”
“我们要给包层镀镜子。”
“镀镜子?”苏教授愣了,“你在几微米粗的软管子里镀镜子?”
“不是真镜子。”
林远解释道:
“我们在包层的外面,再加一层纳米金属颗粒。”
“比如银纳米线。”
“银是反光最好的金属。”
“我们把银纳米线,像血管壁一样,编织在光导管的外皮里。”
“当光想从弯道冲出去的时候,碰到银线,就会被反弹回来!”
“虽然金属会吸收一点光(损耗),但总比漏光强!”
“这叫金属辅助全反射。”
苏教授摸了摸下巴。
“这思路……有点野。但是,金属线不透明啊。如果铺满了,光虽然出不去,但也传不远了。”
“不用铺满。”林远说。
“我们只在弯道铺。”
“什么意思?”
“自适应涂层。”
林远眼中闪过一丝精光。
“我们把银纳米线,混在一种特殊的压敏胶里。”
“当管子是直的时候,胶是松的,银线离得远,不挡光。”
“当管子被弯折的时候!”
“弯折处的胶被挤压,变密了!银线聚在一起,形成了一面临时镜子!”
“哪里弯,哪里就有镜子!”
“哪里直,哪里就是透明!”
“这叫随弯而变!”
苏教授听傻了。
这简直是把材料学玩成了魔术。
三天后。
一种掺杂了银纳米线的特殊高分子软管被造了出来。
测试开始。
激光射入。
直的时候,管子通体透明,光损耗极低。
苏教授用力把管子对折。
弯折处,瞬间变成了银灰色(银线聚集)。
光打在上面,被弹了回去,继续沿着管子跑。
出口处的光斑,依然明亮!
“成了!”顾盼欢呼。
“损耗控制住了!弯折90度,损耗只有0.5dB!”
“天才……”苏教授看着那根软管,不得不服,“你这脑子是怎么长的?”
“被逼出来的。”林远笑了笑。
管子软了,不漏光了。
但是,怎么跟硬的芯片连起来?
芯片是硅做的,死硬死硬的。
管子是胶做的,软趴趴的。
要把这俩连在一起,还要保证光路对准(误差不能超过0.1微米)。
这就像是要把一根软面条,插进针眼里,而且还要粘死。
一旦拉扯,面条要么断,要么掉出来。
“胶水粘不住。”王海冰试了几次,都失败了。
“一拉伸,接口处应力太大,胶水就裂了。”
“这是软硬结合部的世界级难题。”
“怎么解决?”
林远看着那个断开的接口。
“既然硬碰软不行……”
“那我们就过渡。”
“梯度刚度。”
林远拿出一根钓鱼竿。
“你看这鱼竿。”
“手柄是硬的,杆梢是软的。”
“中间是慢慢变软的。”
“所以鱼上钩的时候,力会被分散到整根杆子上,不会断。”
“我们要造一个渐变接头。”
“这个接头,靠近芯片的一端,是硬塑料。”
“靠近软管的一端,是软橡胶。”
“中间,是硬度逐渐变化的材料!”
“怎么造?3D打印?”
“对!多材料3D打印。”
林远调来了之前在江钢做压缩机叶轮的那帮人。
“调配十种不同硬度的光敏树脂。”
“从硬到软,一层一层地打印出来!”
接头做好了。
像个小喇叭,一头硬,一头软。
把它接在芯片和软管中间。
“拉伸测试!”
机械手抓住软管,用力往外拉。
软管被拉长了20%。
但是,接口处纹丝不动。
因为拉力被那个“渐变接头”,均匀地分散到了整个结构上。没有应力集中点!
“光路对准?”
“依然对准!偏移量小于0.05微米!”
“成功了!”
软与硬,终于握手言和。
材料有了,连接有了。
现在,要把它们集成起来,做成真正的“光子皮肤”。
这不仅是一根管子,而是一张网。
一张密密麻麻的,集成了光源、探测器、光波导、光子芯片的网。
而且,这张网要薄如蝉翼,贴在皮肤上感觉不到。
“这需要柔性光刻。”苏教授说。
“我们不能在硅片上刻。”
“我们要在一个气球上刻。”
“把一层薄薄的聚酰亚胺(PI)膜,吹起来,变成弧面。”
“然后,把我们的电路和光路,印上去。”
“等气球放气了,膜变平了,或者是贴在不规则物体上的时候,电路不会断。”
这叫“预应变设计”。
一周后。
一张透明的、像保鲜膜一样的贴片,贴在了林远的手背上。
这就是“光子皮肤”原型机。
如果不仔细看,根本看不出来。只能看到皮肤上隐隐约约有一层金色的网格。
“启动。”
林远握了握拳。
贴片里的微型激光器亮了。
光信号在皮肤表面的波导网里飞速穿梭。
虽然手背的皮肤在拉伸、变形,但光路依然畅通无阻。
顾盼拿着一个平板电脑,接收着信号。
“心率:75。”
“血氧:98%。”
“皮肤微颤(肌肉电信号):正常。”
“甚至,”顾盼指着屏幕,“还能检测到汗液成分。”
“因为光波导经过汗腺的时候,光的折射率会受汗水影响。”
“这简直是一个长在身上的体检中心!”
林远看着自己的手背。
他感觉不到贴片的存在。
但他知道,这层皮,拥有比手机强大百倍的算力。
“不仅仅是体检。”
林远抬起手,对着墙壁。
“开启手势控制。”
他动了动手指。
墙上的智能电视,突然换台了。
他做了一个“抓取”的动作。
旁边的机械臂,稳稳地抓起了一个杯子。
不需要摄像头,不需要手套。
仅仅靠皮肤表面的微小形变和光信号变化,就能精准识别手势。
这就是“无感交互”。
“老板,这东西要是卖出去,绝对爆款啊!”顾盼激动坏了,“贴在衣服上就是智能衣,贴在墙上就是智能墙!”
“不急。”林远撕下贴片。
“这只是第一步。”
“既然我们能做软的光,那我们能不能做软的飞机?”
“什么?”
“变形翼。”
林远看向窗外的天空。
“现在的飞机,翅膀是硬的,靠舵面来转向。”
“但是鸟的翅膀,是软的,是会变形的。”
“如果我们把这一层光子皮肤,贴在飞机的机翼上。”
“让它实时感知风的压力。”
“然后,控制机翼像肌肉一样收缩、变形!”
“那飞机就能像鸟一样灵活!”
“这需要极高的感知速度和控制精度。”
“只有光子芯片能做到。”
“走。”
“去西飞(西安飞机工业集团)。”
“我要去给他们的飞机换层皮。”
然而,就在林远准备动身的时候。
一个来自新加坡的紧急电话,再次打破了平静。
是孟彦。
“老板,不好了。”
“那个被我们赶走的戴维森(英特尔高管),又回来了。”
“而且,这次他带了一个疯子。”
“谁?”
“凯文·米特尼克。”
林远一愣。
这个名字,在黑客界,就是神。
曾经的世界头号黑客,社会工程学的祖师爷。
“他来干什么?”
“他宣称,要黑掉我们的光子芯片。”
“他说,光子芯片虽然快,但它有一个致命的弱点光是透明的。”
“他要用光注入攻击。”
“隔空,改写我们的底层逻辑!”
林远眼神一冷。
光注入?
这不就是我之前对付萧若冰的那一招吗?
没想到,被人学去了。
而且,是祖师爷级别的对手。
“好啊。”
林远握紧了拳头。
“既然想玩黑客帝国,那我就陪他玩玩。看看是他的魔术手快,还是我的光速盾快。”